JP2007292993A - Projecting apparatus - Google Patents
Projecting apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007292993A JP2007292993A JP2006120318A JP2006120318A JP2007292993A JP 2007292993 A JP2007292993 A JP 2007292993A JP 2006120318 A JP2006120318 A JP 2006120318A JP 2006120318 A JP2006120318 A JP 2006120318A JP 2007292993 A JP2007292993 A JP 2007292993A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- image
- light
- mirror
- image pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明は投影装置に関し、特に、ｆθレンズを用いた投影装置に関する。 The present invention relates to a projection apparatus, and more particularly to a projection apparatus using an fθ lens.
図１４を参照して、特許文献１が開示する投影装置について説明する。光源５ｐから放出された光が、コリメータ１２ｐを透過して、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）１ｐに入射する。ＤＭＤ１ｐは、平面上に複数配置された傾動可能なミラーを有し、ミラーが配置された平面上に、反射光のパタンからなる画像パタンを生成する。ＤＭＤ１ｐが生成した画像パタンに対応する光がミラー１３ｐで反射され、スキャナ２ｐを介してｆθレンズ３ｐに入射し、ｆθレンズ３ｐを透過した光が基板４ｐに入射する。ｆθレンズ３ｐが、ＤＭＤ１ｐの生成した画像パタンを基板４ｐの表面に結像させる。スキャナ２ｐが、基板４ｐの表面で画像パタンの像を走査する。これにより、基板４ｐの表面上の所望の位置に、ＤＭＤ１ｐの生成した画像パタンが露光される。
With reference to FIG. 14, the projector disclosed in
なお、この投影装置は、例えば、金属製品、シリコンウエハ、樹脂製品等への日付、製造番号、バーコード、２次元コード等のマーキングや、フォトレジストが塗布されたプリント基板の回路形成等に用いられる。 This projection device is used for, for example, marking on metal products, silicon wafers, resin products, etc., marking of serial numbers, barcodes, two-dimensional codes, etc., circuit formation of printed circuit boards coated with photoresist, etc. It is done.
従来の投影装置では、ＤＭＤが生成した画像パタンに対し、基板表面上の像が歪む。図１５を参照して、画像パタンの像が歪む原理について説明する。図１５は、従来の投影装置の有する光学系の主要部分を簡略化して示す。 In the conventional projector, the image on the substrate surface is distorted with respect to the image pattern generated by the DMD. With reference to FIG. 15, the principle of distorting the image of the image pattern will be described. FIG. 15 shows a simplified main part of an optical system of a conventional projection apparatus.
ＤＭＤ２００により物体面２０３上に生成された画像パタンが、ｆθレンズ２０２により像面２０４に結像するように、物体面２０３からｆθレンズ２０２までの光路長、及びｆθレンズ２０２から像面２０４までの光路長が定められている。ガルバノミラー２０１が、点Ｐｐを通過する光を反射させる。
The optical path length from the
点Ｐｐから物体面２０３に下ろした垂線の足を中心物点Ｑｐと呼ぶこととする。線分ＱｐＰｐの長さをＬとする。中心物点Ｑｐから出発し線分ＱｐＰｐ上を伝搬して点Ｐｐでガルバノミラー２０１に反射された光線が、ｆθレンズ２０２の光軸上を伝搬してｆθレンズ２０２に入射するように、ガルバノミラー２０１が配置されている場合について考える。
A perpendicular foot drawn from the point Pp to the
物体面２０３上の物点Ｘｐから出発して点Ｐｐに到達する光線Ｂｐについて考える。物点Ｘｐから出発して点Ｐｐに到達する光線Ｂｐと、線分ＱｐＰｐとがなす角をθｐとする。物体面２０３上の物点Ｘｐの物体高ｘｐが、中心物点Ｑｐからの距離で定義される。
Consider a light ray Bp starting from an object point Xp on the
ガルバノミラー２０１により点Ｐｐで反射された光線Ｂｐは、ｆθレンズ２０２の光軸と角度θｐをなしてｆθレンズ２０２に入射する。ｆθレンズ２０２を透過した光線Ｂｐが、像面２０４上の像点Ｙｐに入射する。
The light beam Bp reflected at the point Pp by the
像面２０４上の像点Ｙｐの像高ｙｐが、ｆθレンズ２０２の光軸から像点Ｙｐまでの距離で定義される。なお、中心物点Ｑｐの像点が、ｆθレンズ２０２の光軸と像面２０４との交点上に配置されるので、像点Ｙｐの像高ｙｐは、中心物点Ｑｐの像点から像点Ｙｐまでの距離に等しい。
The image height yp of the image point Yp on the
ｆθレンズ２０２の性質より、光線Ｂｐのｆθレンズ２０２への入射角θｐと、光線Ｂｐの像面２０４上の入射位置である像点Ｙｐの像高ｙｐとが比例する。すなわち、定数ｃｐを用いて、
ｙｐ＝ｃｐ×θｐ ・・・（１）
と表せる。
Due to the nature of the
yp = cp × θp (1)
It can be expressed.
物点Ｘｐの物体高ｘｐは、角度θｐを用いて、
ｘｐ＝Ｌ×ｔａｎθｐ ・・・（２）
と表せる。
The object height xp of the object point Xp is obtained by using the angle θp,
xp = L × tan θp (2)
It can be expressed.
式（１）及び（２）からθｐを消去することにより、像高ｙｐと物体高ｘｐとの関係は、
ｙｐ＝ｃｐ×ａｒｃｔａｎ（ｘｐ／Ｌ） ・・・（３）
と表せる。
By eliminating θp from equations (1) and (2), the relationship between image height yp and object height xp is
yp = cp × arctan (xp / L) (3)
It can be expressed.
物体高ｘｐが単位距離だけ増えたときの像高ｙｐの増分について考えると、関数ａｒｃｔａｎの性質から、この増分は物体高ｘｐが大きいほど小さくなる。例えば、ある物点Ｘｐａと、物点Ｘｐａから中心物点Ｑｐまでの中点Ｘｐｂとについて考える。物体面２０３上において、物点Ｘｐａの物体高は、中点Ｘｐｂの物体高の２倍である。しかし、像面２０４上において、物点Ｘｐａの像点の像高は、中点Ｘｐｂの像点の像高の２倍よりも短い。このように、従来の投影装置では、物体面上の２つの物点の物体高同士の比率と、像面上のこれらの物点に対応する像点の像高同士の比率とが一致しない。つまり、物体面上の画像パタンに対し像面上の像が歪む。
Considering the increment of the image height yp when the object height xp is increased by the unit distance, this increment becomes smaller as the object height xp is larger due to the nature of the function arctan. For example, consider an object point Xpa and a midpoint Xpb from the object point Xpa to the central object point Qp. On the
本発明の一目的は、ｆθレンズを用い、光照射対象物の表面上に画像パタンを歪みを低減させて結像させることができ、光照射対象物の表面上で画像パタンの像を走査することができる投影装置を提供することである。 An object of the present invention is to scan an image of an image pattern on the surface of a light irradiation object by using an fθ lens and forming an image on the surface of the light irradiation object with reduced distortion. It is to provide a projection device that can.
本発明の一観点によれば、第１の平面上に画像パタンを生成する画像パタン生成物と、前記第１の平面から到達した光が入射する前側ｆθレンズと、前記前側ｆθレンズを透過した光の進行方向を振る偏向光学系と、前記偏向光学系で進行方向を振られた光が入射する後側ｆθレンズと、前記後側ｆθレンズを透過した光を照射すべき光照射面を有する光照射対象物を保持する光照射対象物保持機構とを有し、前記第１の平面上の画像パタンが、前記前側ｆθレンズ及び後側ｆθレンズを介して前記光照射面に結像するように、前記画像パタン生成物が配置され、かつ、前記光照射対象物保持機構が前記光照射対象物を保持する投影装置が提供される。 According to an aspect of the present invention, an image pattern product that generates an image pattern on a first plane, a front fθ lens on which light that has arrived from the first plane is incident, and the front fθ lens are transmitted A deflecting optical system that swings a traveling direction of light, a rear fθ lens on which light deflected by the deflecting optical system is incident, and a light irradiation surface that is to be irradiated with light transmitted through the rear fθ lens A light irradiation object holding mechanism for holding the light irradiation object, and the image pattern on the first plane forms an image on the light irradiation surface via the front fθ lens and the rear fθ lens. Further, there is provided a projection apparatus in which the image pattern product is arranged and the light irradiation object holding mechanism holds the light irradiation object.
本発明の一観点による投影装置では、第１の平面上の画像パタンを、前側ｆθレンズ及び後側ｆθレンズの２つのｆθレンズを介して光照射面に結像させることにより、第１の平面上の２つの物点間の距離と、光照射面上の当該２つの物点の像点間の距離とを比例させることができるので、第１の平面上の画像パタンに対して歪みのない像が得られる。また、偏向光学系により、光照射面上で画像パタンの像を走査できる。 In the projection device according to an aspect of the present invention, the first plane is formed by forming an image pattern on the first plane on the light irradiation surface via the two fθ lenses of the front fθ lens and the rear fθ lens. Since the distance between the upper two object points and the distance between the image points of the two object points on the light irradiation surface can be proportional, there is no distortion with respect to the image pattern on the first plane. An image is obtained. Further, the image of the image pattern can be scanned on the light irradiation surface by the deflection optical system.
まず、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を参照して、ｆθレンズが有する性質について説明する。ｆθレンズＬに入射する光線Ｂと、ｆθレンズＬの光軸Ａに平行な方向とがなす角を、光線ＢのｆθレンズＬへの入射角θ０とする。ｆθレンズＬを透過して、光軸Ａに垂直な平面Ｆに入射した光線Ｂの、平面Ｆへの入射位置をＸ０とする。光軸Ａから入射位置Ｘ０までの距離を入射距離ｘ０とする。ｆθレンズＬの光軸Ａ上に、ｆθレンズＬの設計上定められる位置Ｐ（これを以下、設計上のミラーの位置Ｐと呼ぶこととする）が存在する。 First, the properties of the fθ lens will be described with reference to FIGS. An angle formed by the light beam B incident on the fθ lens L and the direction parallel to the optical axis A of the fθ lens L is defined as an incident angle θ0 of the light beam B to the fθ lens L. The incident position on the plane F of the light beam B that has passed through the fθ lens L and entered the plane F perpendicular to the optical axis A is defined as X0. The distance from the optical axis A to the incident position X0 is defined as an incident distance x0. On the optical axis A of the fθ lens L, there is a position P determined by design of the fθ lens L (hereinafter referred to as a design mirror position P).
設計上のミラーの位置Ｐは、設計上のミラーの位置ＰからｆθレンズＬに入射する光線について、ｆθレンズＬへの入射角θ０を変化させたとき、入射距離ｘ０が入射角θ０に比例して変化するような位置である。ｆθレンズＬからその設計上のミラーの位置Ｐまでの距離を、設計距離と呼ぶこととする。 The design mirror position P is such that the incident distance x0 is proportional to the incident angle θ0 when the incident angle θ0 to the fθ lens L is changed with respect to the light ray incident on the fθ lens L from the design mirror position P. The position will change. The distance from the fθ lens L to the designed mirror position P is called a design distance.
レンズの収差が無視できないとき、設計上のミラーの位置Ｐとずれた位置からｆθレンズＬに入射させた光線については、レンズの収差に起因して、入射角θ０と入射距離ｘ０との関係が比例関係からずれる。しかし、設計上のミラーの位置Ｐに充分近い位置であれば、そこから入射させた光線の入射角θ０と入射距離ｘ０とをほぼ比例させることができる。入射角θ０と入射距離ｘ０とを比例させられるような光線の起点となる位置を、設計上のミラーの位置も含めて、特性位置と呼ぶこととする。設計上のミラーの位置は、収差が最も小さくなるような特性位置とも言える。 When the aberration of the lens cannot be ignored, the relationship between the incident angle θ0 and the incident distance x0 is caused by the aberration of the lens for the light beam incident on the fθ lens L from the position deviated from the designed mirror position P. Deviation from proportionality. However, if the position is sufficiently close to the designed mirror position P, the incident angle θ0 of the light beam incident therefrom can be made substantially proportional to the incident distance x0. The position that becomes the starting point of the light beam that makes the incident angle θ0 and the incident distance x0 proportional can be referred to as a characteristic position including the designed mirror position. It can be said that the design mirror position is a characteristic position where the aberration is minimized.
例えば、図１（Ａ）に示すように、テレセントリックな特性を持つように設計されたｆθレンズＬについて考える。このｆθレンズＬでは、設計上のミラーの位置ＰがｆθレンズＬの焦点上に配置される。設計距離は焦点距離に等しい。設計上のミラーの位置Ｐから出発してｆθレンズＬに入射した光線Ｂが、ｆθレンズＬで光軸Ａと平行な方向に屈折され、平面Ｆに垂直入射する。このようなｆθレンズＬでは、設計上のミラーの位置Ｐから発した光が、ｆθレンズＬを透過した後に平行光となって平面Ｆに入射する。 For example, consider an fθ lens L designed to have telecentric characteristics as shown in FIG. In the fθ lens L, the designed mirror position P is arranged on the focal point of the fθ lens L. The design distance is equal to the focal length. The light beam B that has entered the fθ lens L starting from the designed mirror position P is refracted in the direction parallel to the optical axis A by the fθ lens L and enters the plane F perpendicularly. In such an fθ lens L, light emitted from the designed mirror position P passes through the fθ lens L and then becomes parallel light and enters the plane F.
テレセントリックなｆθレンズＬでは、設計上のミラーの位置Ｐから出発しｆθレンズＬを透過した光線Ｂの平面Ｆ上の入射位置の範囲が、ｆθレンズＬの光軸Ａに平行な視線で見て、ｆθレンズＬに内包される範囲に限られる。 In the telecentric fθ lens L, the range of the incident position on the plane F of the light beam B that has started from the designed mirror position P and transmitted through the fθ lens L is seen by a line of sight parallel to the optical axis A of the fθ lens L. , Fθ lens L is limited to the range included.
また例えば、図１（Ｂ）に示すように、設計上のミラーの位置Ｐから出発しｆθレンズＬを透過した光線Ｂが、ｆθレンズＬの光軸Ａから離れるように伝搬するｆθレンズＬについて考える。このようなｆθレンズＬでは、設計上のミラーの位置Ｐから発した光が、ｆθレンズＬを透過した後に発散光となって平面Ｆに入射する。設計上のミラーの位置Ｐは、ｆθレンズＬの焦点よりもｆθレンズＬの近くに配置される。このようなｆθレンズＬを、透過光が発散する特性のｆθレンズと呼ぶこととする。 Further, for example, as shown in FIG. 1B, the fθ lens L that propagates away from the optical axis A of the fθ lens L as a light beam B that starts from the designed mirror position P and passes through the fθ lens L. Think. In such an fθ lens L, light emitted from the designed mirror position P passes through the fθ lens L and then enters the plane F as divergent light. The designed mirror position P is arranged closer to the fθ lens L than the focal point of the fθ lens L. Such an fθ lens L is referred to as an fθ lens having a characteristic that transmitted light diverges.
透過光が発散する特性のｆθレンズを用いれば、設計上のミラーの位置Ｐから出発しｆθレンズＬを透過して平面Ｆに入射する光線Ｂの入射位置の範囲を、ｆθレンズＬの光軸Ａに平行な視線で見て、ｆθレンズＬに内包される範囲より広げることが可能である。つまり、光軸Ａに平行な視線で見てｆθレンズＬよりも大きな領域への光照射が可能である。 If an fθ lens having a characteristic of diverging transmitted light is used, the range of the incident position of the light beam B starting from the designed mirror position P and passing through the fθ lens L and entering the plane F is defined as the optical axis of the fθ lens L. When viewed from a line of sight parallel to A, it is possible to extend the range of the fθ lens L. That is, it is possible to irradiate light to a region larger than the fθ lens L when viewed from a line of sight parallel to the optical axis A.
次に、図２を参照して、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）について説明する。ＤＭＤは、平面ＯＰ上に行列状に配置された複数のミラーＭと、傾動機構４１とを有する。傾動機構４１が各ミラーＭを傾動させることにより、各ミラーＭの姿勢が変化する。各ミラーＭは２つの姿勢を取る。ミラーＭの反射面が平面ＯＰに平行な姿勢が第１の姿勢であり、ミラーＭの反射面が平面ＯＰに対して所定方向に傾いた姿勢が第２の姿勢である。
Next, a digital micromirror device (DMD) will be described with reference to FIG. The DMD has a plurality of mirrors M arranged in a matrix on the plane OP and a
次に、図３を参照して、第１の実施例の投影装置について説明する。光源１が光を放出する。光源１として例えばガス放電型ランプや固体レーザ等を用いることができる。光源１から放出された光が、コリメータ２に入射して平行光にされる。コリメータ２から出射した光がホモジナイザ３を経てＤＭＤ４に照射される。ホモジナイザ３が、ＤＭＤ４の各ミラーＭの配置された平面ＯＰに照射される光の断面内の光強度分布を均一に近づける。
Next, the projection apparatus of the first embodiment will be described with reference to FIG. The
ホモジナイザ３として、例えば、アレイレンズ及びコンデンサレンズから構成されるものが用いられる。アレイレンズは、例えば複数のシリンドリカルレンズからなり、アレイレンズに入射した光を複数本の光線束に分割する。アレイレンズで分割された光線束同士をコンデンサレンズが重ね合わせることにより、平面ＯＰに照射される光の断面内の光強度分布が均一に近づけられる。
As the
前側ｆθレンズ６に、ＤＭＤ４で反射された光が入射する。第２の姿勢にされたミラーＭが、ホモジナイザ３のコンデンサレンズの光軸Ａ３に平行に入射した光線を、前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６に平行に反射させるように、かつ、ＤＭＤ４の各ミラーＭの配置された平面ＯＰが、前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６に垂直となるように、ホモジナイザ３、ＤＭＤ４、及び前側ｆθレンズ６が配置されている。
The light reflected by the
なお、アレイレンズ及びコンデンサレンズから構成されるホモジナイザでは、通常、コンデンサレンズの光軸に垂直なホモジナイズ面上で、光断面内の光強度分布が均一に近づけられる。本実施例では、コンデンサレンズの光軸Ａ３に対して平面ＯＰが斜めに傾いているが、コンデンサレンズの焦点距離を充分に長くして焦点深度を深くすることにより、平面ＯＰに照射される光の断面内の光強度分布を充分に均一化できる。 Note that, in a homogenizer composed of an array lens and a condenser lens, the light intensity distribution in the light section is generally made closer to the homogenized surface perpendicular to the optical axis of the condenser lens. In this embodiment, the plane OP is inclined obliquely with respect to the optical axis A3 of the condenser lens. However, the light irradiated onto the plane OP can be obtained by sufficiently increasing the focal length of the condenser lens to increase the focal depth. The light intensity distribution in the cross section can be made sufficiently uniform.
ＤＭＤ４の各ミラーＭが配置された平面ＯＰを、前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６に平行な視線で見たとき、第２の姿勢にされたミラーＭの方が、第１の姿勢にされたミラーＭよりも明るく見える。複数のミラーＭのそれぞれの姿勢を制御することにより、平面ＯＰ上に明暗のパタンからなる画像パタンを生成できる。１枚のミラーＭが１つの画素となる。各ミラーＭが所望の姿勢となるように、制御装置ＣＴＲがＤＭＤ４を制御する。第１の姿勢にされたミラーＭで反射された光が吸収されるように、ダンパ５が配置されている。
When the plane OP on which each mirror M of the
前側ｆθレンズ６として、テレセントリックな特性のｆθレンズを用いることができる。平面ＯＰから前側ｆθレンズ６の焦点距離だけ離れた位置に、前側ｆθレンズ６が配置される。前側ｆθレンズ６の後側の焦点上に、前側ｆθレンズ６の設計上のミラーの位置Ｐ１（以下特性位置Ｐ１と呼ぶ）が配置される。
As the
ガルバノミラー７が、揺動するミラーとその駆動機構とを含んで構成される。特性位置Ｐ１上に揺動ミラーの反射面が配置されるように、ガルバノミラー７が配置される。ガルバノミラー７は、特性位置Ｐ１を通過する光の進行方向を振る。特性位置Ｐ１を通過する光の進行方向を所望の方向に振るように、制御装置ＣＴＲがガルバノミラー７を制御する。前側ｆθレンズ６を透過してガルバノミラー７に入射し、ガルバノミラー７で反射された光が、後側ｆθレンズ８に入射する。
The
後側ｆθレンズ８として、テレセントリックな特性のｆθレンズを用いることができる。ｆθレンズ８の前側の焦点上に、後側ｆθレンズ８の設計上のミラーの位置Ｐ２（以下特性位置Ｐ２と呼ぶ）が配置される。後側ｆθレンズ８の特性位置Ｐ２が前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１と一致するように、ｆθレンズ８が配置される。
As the
後側ｆθレンズ８を透過した光が、光照射対象物９の表面（光照射面）ＩＰに入射する。光照射面ＩＰが後側ｆθレンズ８の光軸Ａ８に対して垂直となり、後側ｆθレンズ８から光照射面ＩＰまでの距離が後側ｆθレンズ８の焦点距離と等しくなるように、保持機構１０が光照射対象物９を保持する。
The light transmitted through the
次に、ＤＭＤ４により平面ＯＰ上に生成された画像パタンが、光照射面ＩＰに結像する原理について説明する。平面ＯＰ上の１点から発して前側ｆθレンズ６に入射する光について考える。平面ＯＰから前側ｆθレンズ６までの距離が前側ｆθレンズ６の焦点距離と等しいので、この光は前側ｆθレンズ６で平行光にされる。この平行光がガルバノミラー７で反射された後に後側ｆθレンズ８に入射する。後側ｆθレンズ８から光照射面ＩＰまでの距離が後側ｆθレンズ８の焦点距離と等しいので、この平行光は後側ｆθレンズ８により光照射面ＩＰ上の１点に収束される。
Next, the principle that the image pattern generated on the plane OP by the
従って、平面ＯＰ上の画像パタンが光照射面ＩＰに結像する。すなわち、平面ＯＰが物体面となり、光照射面ＩＰが像面となる。これはガルバノミラー７で反射された光の進行方向に依らずに成り立つので、ガルバノミラー７により光照射面ＩＰ上で像を走査しても、結像状態が保たれる。前側ｆθレンズ６の焦点距離をｆ６とし、後側ｆθレンズ８の焦点距離をｆ８とすると、結像倍率はｆ８／ｆ６と表される。ＤＭＤ４の第１の姿勢にされたミラーＭ、及び第２の姿勢にされたミラーＭが、それぞれ、光照射面ＩＰ上の画像パタンの像中の暗部及び明部に対応する。
Therefore, an image pattern on the plane OP forms an image on the light irradiation surface IP. That is, the plane OP is the object plane, and the light irradiation surface IP is the image plane. Since this is true regardless of the traveling direction of the light reflected by the
次に、平面ＯＰ上の画像パタンに対して、光照射面ＩＰ上で歪みのない像が得られる原理について説明する。前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６と平面ＯＰとの交点を中心物点Ｑと呼ぶこととする。中心物点Ｑから出発し前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６上を伝搬する光線をＢ１とする。
Next, the principle of obtaining an image without distortion on the light irradiation surface IP with respect to the image pattern on the plane OP will be described. The intersection of the optical axis A6 of the
前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６上を伝搬した光線Ｂ１が、ガルバノミラー７で反射されて、後側ｆθレンズ８の光軸Ａ８上を伝搬するように、ガルバノミラー７の姿勢が固定されている場合について考える。このとき、ガルバノミラー７で反射された光線Ｂ１は、後側ｆθレンズ８の光軸Ａ８と光照射面ＩＰとの交点Ｒに入射する。中心物点Ｑの像点Ｙｑが交点Ｒ上に配置される。
The posture of the
平面ＯＰ上の物点Ｘから出発し前側ｆθレンズ６を透過して、前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１に到達する光線Ｂ２について考える。前側ｆθレンズ６を透過して特性位置Ｐ１に到達する光線Ｂ２と、前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６とがなす角を、光線Ｂ２の特性位置Ｐ１への入射角θと定義する。なお、中心物点Ｑから出発して特性位置Ｐ１に到達する光線Ｂ１と、物点Ｘから出発して特性位置Ｐ１に到達する光線Ｂ２とのなす角を、光線Ｂ２の入射角θとしても同等である。平面ＯＰ上の物点Ｘの物体高ｘが、前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６からの距離で定義される。なお、中心物点Ｑから物点Ｘまでの距離を物点Ｘの物体高としても同等である。
Consider a light ray B2 that starts from an object point X on the plane OP, passes through the
特性位置Ｐ１から出発して光線Ｂ２の経路を逆に辿る光線は、入射角θで前側ｆθレンズ６に入射し、前側ｆθレンズ６を透過して物点Ｘに入射する。従って、光線Ｂ２の特性位置Ｐ１への入射角θと物体高ｘとは比例関係にある。すなわち、物体高ｘを変化させたとき、特性位置Ｐ１への入射角θは物体高ｘに比例して変化する。
A light ray starting from the characteristic position P1 and following the path of the light ray B2 in the opposite direction enters the
特性位置Ｐ１に到達した光線Ｂ２は、ガルバノミラー７で反射されて後側ｆθレンズ８に入射する。後側ｆθレンズ８を透過した光線Ｂ２が、光照射面ＩＰ上の像点Ｙに到達する。光照射面ＩＰ上の像点Ｙの像高ｙが、後側ｆθレンズ８の光軸Ａ８からの距離で定義される。中心物点Ｑの像点Ｙｑが、後側ｆθレンズ８の光軸Ａ８と光照射面ＩＰとの交点Ｒ上に配置されているとき、光照射面ＩＰ上の像点の像高は、中心物点Ｑの像点Ｙｑから当該像点までの距離と一致する。
The light beam B2 that has reached the characteristic position P1 is reflected by the
特性位置Ｐ１に相互に角度αをなして入射する２本の光線について考える。ガルバノミラー７は、特性位置Ｐ１で反射されたこれら２本の光線の相互になす角がαとなるように、両光線を反射させる。従って、前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６上を伝搬し特性位置Ｐ１に入射する光線Ｂ１、及び物点Ｘから出発し前側ｆθレンズ６を透過して特性位置Ｐ１に入射する光線Ｂ２がなす角（光線Ｂ２の特性位置Ｐ１への入射角）と、ガルバノミラー７で反射された光線Ｂ１及びＢ２がなす角とが等しい。
Consider two light rays incident on the characteristic position P1 at an angle α. The
ガルバノミラー７で反射された光線Ｂ１が後側ｆθレンズ８の光軸Ａ８上を伝搬するので、ガルバノミラー７で反射された光線Ｂ１及びＢ２がなす角は、光線Ｂ２の後側ｆθレンズ８への入射角と等しい。従って、物点Ｘから出発した光線Ｂ２の後側ｆθレンズ８への入射角が、光線Ｂ２の特性位置Ｐ１への入射角θと等しい。
Since the light beam B1 reflected by the
さらに、後側ｆθレンズ８の特性位置Ｐ２が前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１と一致しているので、前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１で反射された光線Ｂ２は、後側ｆθレンズ８の特性位置Ｐ２から後側ｆθレンズ８に入射する。これにより、物点Ｘから出発した光線Ｂ２の後側ｆθレンズ８への入射角θと、物点Ｘの像点Ｙの像高ｙとが比例する。
Further, since the characteristic position P2 of the
物体高ｘ及び像高ｙがともに角度θと比例関係にあるので、物体高ｘと像高ｙとが相互に比例関係にある。すなわち、物体高ｘを変化させたとき、像高ｙが物体高ｘに比例して変化する。 Since the object height x and the image height y are both proportional to the angle θ, the object height x and the image height y are proportional to each other. That is, when the object height x is changed, the image height y changes in proportion to the object height x.
例えば、平面ＯＰ上のある物点Ｘａと、物点Ｘａから中心物点Ｑまでの中点Ｘｂとについて考える。平面ＯＰ上において、物点Ｘａの物体高は、中点Ｘｂの物体高の２倍である。物体高と像高とが相互に比例関係にあるので、物点Ｘａの像点の像高（物点Ｘａの像点の、中心物点Ｑの像点Ｙｑからの距離）は、中点Ｘｂの像点の像高（物点Ｘｂの像点の、中心物点Ｑの像点Ｙｑからの距離）の２倍となる。 For example, consider an object point Xa on the plane OP and a midpoint Xb from the object point Xa to the central object point Q. On the plane OP, the object height of the object point Xa is twice the object height of the midpoint Xb. Since the object height and the image height are proportional to each other, the image height of the object point Xa (the distance of the image point of the object point Xa from the image point Yq of the center object point Q) is the midpoint Xb. Is twice the image height (the distance of the image point of the object point Xb from the image point Yq of the center object point Q).
このように、平面ＯＰ上の２つの物点の物体高同士の比率と、光照射面ＩＰ上のこれらの物点に対応する像点の像高同士の比率とが一致する。つまり、平面ＯＰ上の画像パタンに対して歪みのない像を得ることができる。 As described above, the ratio between the object heights of the two object points on the plane OP matches the ratio between the image heights of the image points corresponding to these object points on the light irradiation surface IP. That is, an image having no distortion can be obtained with respect to the image pattern on the plane OP.
次に、図４を参照して、ガルバノミラー７により光照射面ＩＰ上で像を走査しても、像に歪みのない状態が保たれる原理について説明する。前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６上を伝搬してガルバノミラー７で反射された光線Ｂ１と、後側ｆθレンズ８の光軸Ａ８とがなす角を、走査角と定義する。上記の説明では、走査角が０°である場合について説明した。
Next, with reference to FIG. 4, the principle of maintaining an image without distortion even when the image is scanned on the light irradiation surface IP by the
図４は、走査角がθｓである状態を示す。このとき、平面ＯＰ上の中心物点Ｑから出発し前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６上を伝搬した光線Ｂ１は、ガルバノミラー７で反射され、後側ｆθレンズ８に入射角θｓで入射し、光照射面ＩＰ上の像点Ｙｑｓに到達する。
FIG. 4 shows a state where the scanning angle is θs. At this time, the light beam B1 starting from the central object point Q on the plane OP and propagating on the optical axis A6 of the
また、平面ＯＰ上の物点Ｘから出発し特性位置Ｐ１に入射角θで入射した光線Ｂ２は、ガルバノミラー７で反射され、後側ｆθレンズ８に入射角θ＋θｓで入射し、光照射面ＩＰ上の像点Ｙｓに到達する。中心物点Ｑの像点Ｙｑｓ及び物点Ｘの像点Ｙｓの像高を、それぞれｙｑｓ及びｙｓとする。
Also, the light beam B2 starting from the object point X on the plane OP and incident on the characteristic position P1 at the incident angle θ is reflected by the
後側ｆθレンズ８への入射角と光照射面ＩＰ上の像点の像高とが比例するので、中心物点Ｑから出発した光線Ｂ１の後側ｆθレンズ８への入射角θｓとその像点Ｙｑｓの像高ｙｑｓとの関係、及び、物点Ｘから出発した光線Ｂ２の後側ｆθレンズ８への入射角θｓ＋θとその像点Ｙｓの像高ｙｓとの関係は、定数ｃを用いて、
ｙｑｓ＝ｃθｓ ・・・（４）
ｙｓ＝ｃ（θｓ＋θ） ・・・（５）
と表せる。
Since the incident angle to the
yqs = cθs (4)
ys = c (θs + θ) (5)
It can be expressed.
また、図３を参照して説明したように、走査角がゼロのとき、物点Ｘから出発した光線Ｂ２の後側ｆθレンズ８への入射角θとその像点Ｙの像高ｙとの関係は、
ｙ＝ｃθ ・・・（６）
と表せる。
Further, as described with reference to FIG. 3, when the scanning angle is zero, the incident angle θ of the light beam B2 starting from the object point X to the
y = cθ (6)
It can be expressed.
式（４）及び（６）の右辺の和が式（５）の右辺と等しいので、
ｙｓ＝ｙｑｓ＋ｙ ・・・（７）
という関係が導かれる。これより、走査角θｓ分の走査に伴い、物点Ｘの像点は中心物点Ｑの像点の移動距離ｙｑｓだけ移動し、中心物点Ｑの像点から物点Ｘの像点までの距離（これを物点Ｘの像点の相対像高と呼ぶこととする）はｙのまま不変であることがわかる。つまり、走査に伴って、像は中心物点Ｑの像点の移動距離だけ単に平行移動する。従って、ガルバノミラー７で像を走査しても、走査に伴う像の歪みは発生しない。
Since the sum of the right side of the equations (4) and (6) is equal to the right side of the equation (5),
ys = yqs + y (7)
The relationship is derived. As a result, the image point of the object point X moves by the moving distance yqs of the image point of the central object point Q along with the scan of the scan angle θs, and the image point of the object point X from the image point of the central object point Q to the image point of the object point X. It can be seen that the distance (referred to as the relative image height of the image point of the object point X) remains unchanged as y. In other words, the image is simply translated by the movement distance of the image point of the central object point Q along with the scanning. Therefore, even if the
以上の考察は、以下のようにまとめられる。物点Ｘの物体高と、物点Ｘから出発した光線Ｂ２の前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１への入射角θとが比例する。中心物点Ｑから出発し特性位置Ｐ１で進行方向を振られた光線Ｂ１の後側ｆθレンズ８への入射角と、物点Ｘから出発し特性位置Ｐ１で進行方向を振られた光線Ｂ２の後側ｆθレンズ８への入射角との差（これを相対入射角と呼ぶこととする）が、光線Ｂ２の特性位置Ｐ１への入射角θと等しい。
The above considerations can be summarized as follows. The object height of the object point X and the incident angle θ of the light ray B2 starting from the object point X to the characteristic position P1 of the
後側ｆθレンズ８の特性位置Ｐ２が前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１と一致しているので、相対入射角θが、中心物点Ｑの像点から物点Ｘの像点までの距離（相対像高）と比例する。従って、物点Ｘの物体高とその像点の相対像高とが比例する。すなわち、中心物点Ｑから物点Ｘまでの距離と、中心物点Ｑの像点から物点Ｘの像点までの距離とが比例する。相対入射角が特性位置Ｐ１への入射角θと等しい状態は、走査によって変わらないので、走査をしても相対像高は変わらず、物体高と相対像高との比例関係は保たれる。このようにして、歪みのない像を走査することができる。
Since the characteristic position P2 of the
以上説明したように、実施例による投影装置を用いれば、ＤＭＤの生成した画像パタンに対して歪みのない像を得ることができ、歪みのない像を光照射面上で走査することができる。なお、前側ｆθレンズ及び後側ｆθレンズとして、テレセントリックな特性を持たないものを用いることもできる。 As described above, by using the projection apparatus according to the embodiment, an image without distortion can be obtained with respect to the image pattern generated by the DMD, and an image without distortion can be scanned on the light irradiation surface. In addition, as the front fθ lens and the rear fθ lens, those having no telecentric characteristics can be used.
１つのガルバノミラーを用いる場合、像は光照射面上で１次元方向に走査される。光照射面上で２次元方向に像を走査したい場合もある。２次元方向に走査する場合は、一方向に像を走査するためのガルバノミラー（これをＸ用ガルバノミラーと呼ぶこととする）と、この方向と交差する方向に像を走査するためのガルバノミラー（これをＹ用ガルバノミラーと呼ぶこととする）の２つのガルバノミラーが用いられる。 When one galvanometer mirror is used, the image is scanned in a one-dimensional direction on the light irradiation surface. There is a case where it is desired to scan an image in a two-dimensional direction on the light irradiation surface. When scanning in a two-dimensional direction, a galvanometer mirror for scanning an image in one direction (referred to as a galvanometer mirror for X) and a galvanometer mirror for scanning an image in a direction crossing this direction. Two galvanometer mirrors (hereinafter referred to as Y galvanometer mirrors) are used.
次に、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を参照して、第２の実施例の投影装置について説明する。第２の実施例の投影装置において、前側ｆθレンズよりも前側（光源側）の光学系の構成、及び後側ｆθレンズよりも後側（光照射対象物側）の光学系の構成は、第１の実施例の装置と同様である。 Next, a projection apparatus according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 5 (A) and 5 (B). In the projection apparatus of the second embodiment, the configuration of the optical system on the front side (light source side) with respect to the front fθ lens and the configuration of the optical system on the rear side (light irradiation object side) with respect to the rear fθ lens are The apparatus is the same as that of the first embodiment.
図５（Ａ）に、前側ｆθレンズ１６から後側ｆθレンズ１８までの光学系の構成を概略的に示す。第１の実施例と同様に、平面ＯＰ上から前側ｆθレンズ１６までの距離が前側ｆθレンズ１６の焦点距離と等しくされ、後側ｆθレンズ１８から光照射面ＩＰまでの距離が後側ｆθレンズ１８の焦点距離と等しくされており、平面ＯＰ上の物点が光照射面ＩＰに結像する。
FIG. 5A schematically shows the configuration of the optical system from the
前側ｆθレンズ１６を透過した光が、Ｘ用ガルバノミラー１７ｘ及びＹ用ガルバノミラー１７ｙで順次反射されて、後側ｆθレンズ１８に入射する。制御装置ＣＴＲ１が、ガルバノミラー１７ｘ及び１７ｙを制御する。
The light transmitted through the
Ｘ用ガルバノミラー１７ｘ及びＹ用ガルバノミラー１７ｙのそれぞれについて基準姿勢が定められている。ガルバノミラー１７ｘ及び１７ｙの双方が基準姿勢にされているとき、前側ｆθレンズ１６の光軸Ａ１６上を伝搬した光線Ｂ１１が、Ｘ用ガルバノミラー１７ｘで反射され、さらにＹ用ガルバノミラー１７ｙで反射されて後側ｆθレンズ１８の光軸Ａ１８上を伝搬するように、ｆθレンズ１６及び１８と、ガルバノミラー１７ｘ及び１７ｙとが配置されている。
A reference posture is determined for each of the
前側ｆθレンズ１６から、その光軸Ａ１６上に定められた設計上のミラーの位置Ｐ１１までの間に、Ｘ用ガルバノミラー１７ｘが配置されている。前側ｆθレンズ１６の光軸Ａ１６上を伝搬してＸ用ガルバノミラー１７ｘで反射された光線Ｂ１１の経路上で、前側ｆθレンズ１６からその設計距離だけ離れた位置をＳ１とする。位置Ｓ１から出発してＸ用ガルバノミラー１７ｘで反射された光線と、Ｘ用ガルバノミラー１７ｘが配置されていない場合に設計上のミラーの位置Ｐ１１から出発した光線とは、前側ｆθレンズ１６への入射光線として等価である。従って、この光学系では位置Ｓ１が前側ｆθレンズ１６の設計上のミラーの位置として働く。
An
後側ｆθレンズ１８から、その光軸Ａ１８上に定められた設計上のミラーの位置Ｐ１２までの間に、Ｙ用ガルバノミラー１７ｙが配置されている。後側ｆθレンズ１８の光軸Ａ１８上を伝搬してＹ用ガルバノミラー１７ｙで反射された光線の経路上で、後側ｆθレンズ１８からその設計距離だけ離れた位置をＳ２とする。位置Ｓ２から発してＹ用ガルバノミラー１７ｙで反射された光線と、Ｙ用ガルバノミラー１７ｙが配置されていない場合に設計上のミラーの位置Ｐ１２から発した光線とは、後側ｆθレンズ１８への入射光線として等価である。従って、この光学系では位置Ｓ２が前側ｆθレンズ１６の設計上のミラーの位置として働く。
ガルバノミラー１７ｘ及び１７ｙの双方が基準姿勢にされているとき、設計上のミラーの位置Ｓ１とＳ２とが一致するように、ｆθレンズ１６及び８Ａと、ガルバノミラー１７ｘ及び１７ｙとが配置されている。このときに設計上のミラーの位置Ｓ１及びＳ２が配置される位置を、基準特性位置Ｓ０と呼ぶこととする。
When both the galvanometer mirrors 17x and 17y are in the reference posture, the
例えば、前側ｆθレンズ１６の光軸Ａ１６上を伝搬しＸ用ガルバノミラー１７ｘ及びＹ用ガルバノミラー１７ｙで反射されて後側ｆθレンズ１８の光軸Ａ１８上を伝搬する光線Ｂ１１の、Ｘ用ガルバノミラー１７ｘの反射面上の入射位置からＹ用ガルバノミラー１７ｙの反射面上の入射位置までの中点に、基準特性位置Ｓ０が配置される。
For example, the X galvanometer mirror of the light beam B11 propagating on the optical axis A16 of the
平面ＯＰ上の中心物点Ｑから出発して前側ｆθレンズ１６の光軸Ａ１６上を伝搬し、Ｘ用ガルバノミラー１７ｘで反射され、設計上のミラーの位置Ｓ１に入射する光線Ｂ１１と、平面ＯＰ上の物点Ｘから出発して前側ｆθレンズ１６を透過し、Ｘ用ガルバノミラー１７ｘで反射され、設計上のミラーの位置Ｓ１に入射する光線Ｂ１２とのなす角を、光線Ｂ１２の設計上のミラーの位置Ｓ１への入射角θ１と定義する。Ｘ用ガルバノミラー１７ｘが配置されていない場合に、物点Ｘから出発し前側ｆθレンズ１６を透過して設計上のミラーの位置Ｐ１１に入射する光線と、前側ｆθレンズ１６の光軸Ａ１６とがなす角がθ１と等しい。物点Ｘの物体高と入射角θ１とが比例する。
Starting from the center object point Q on the plane OP, propagating on the optical axis A16 of the
設計上のミラーの位置Ｓ１を通過した光線Ｂ１１及びＢ１２のなす角がθ１である。Ｙ用ガルバノミラー１７ｙは、Ｙ用ガルバノミラー１７ｙで進行方向を振られた光線Ｂ１１及びＢ１２のなす角がθ１となるように、光線Ｂ１１及びＢ１２の進行方向を振る。中心物点Ｑから出発した光線Ｂ１１の後側ｆθレンズ１８への入射角と、物点Ｘから出発した光線Ｂ１２の後側ｆθレンズ１８への入射角との差（これを光線Ｂ１２の後側ｆθレンズ１８への相対入射角と呼ぶこととする）が角度θ１となる。
The angle formed by the light beams B11 and B12 that have passed through the designed mirror position S1 is θ1. The
後側ｆθレンズ１８の設計上のミラーの位置Ｓ２が、前側ｆθレンズ１６の設計上のミラーの位置Ｓ１と一致しているとき、中心物点Ｑから出発し設計上のミラーの位置Ｓ１に到達した光線Ｂ１１、及び、物点Ｘから出発し設計上のミラーの位置Ｓ１に到達した光線Ｂ１２が、設計上のミラーの位置Ｓ２から後側ｆθレンズ１８へ入射する。
When the design mirror position S2 of the
このとき、光照射面ＩＰ上の中心物点Ｑの像点から物点Ｘの像点までの距離（物点Ｘの像点の相対像高）が、物点Ｘから出発した光線Ｂ１２の後側ｆθレンズ１８への相対入射角θ１に比例する。従って、物点Ｘの物体高とその像点の相対像高とが比例し、歪みのない像が得られる。
At this time, the distance from the image point of the central object point Q to the image point of the object point X on the light irradiation surface IP (relative image height of the image point of the object point X) is after the light ray B12 starting from the object point X. It is proportional to the relative incident angle θ1 to the
図５（Ｂ）は、ガルバノミラー１７ｘ及び１７ｙのそれぞれの姿勢が、像の走査に伴い基準姿勢から変化した場合の光路について示す。ガルバノミラー１７ｘ及び１７ｙの姿勢がそれぞれ基準姿勢から変化すると、設計上のミラーの位置Ｓ１及びＳ２がそれぞれ基準特性位置Ｓ０から変位し、設計上のミラーの位置Ｓ１及びＳ２が相互にずれる。 FIG. 5B shows an optical path when the postures of the galvanometer mirrors 17x and 17y are changed from the reference posture along with image scanning. When the postures of the galvanometer mirrors 17x and 17y change from the reference posture, the designed mirror positions S1 and S2 are displaced from the reference characteristic position S0, respectively, and the designed mirror positions S1 and S2 are shifted from each other.
後側ｆθレンズ１８の収差が無視できないとき、前側ｆθレンズ１６の設計上のミラーの位置Ｓ１が、後側ｆθレンズ１８の設計上のミラーの位置Ｓ２からずれると、相対入射角と相対像高との関係が比例関係からずれる。しかし、設計上のミラーの位置Ｓ１の設計上のミラーの位置Ｓ２からの位置ずれが充分に小さければ、設計上のミラーの位置Ｓ１が配置された位置を、後側ｆθレンズ１８の特性位置として用いることができる。つまり、相対入射角と相対像高との関係をほぼ比例関係とすることができ、ほぼ歪みのない像が得られる。
When the aberration of the
前側ｆθレンズ１６の光軸Ａ１６上を伝搬し、Ｘ用ガルバノミラー１７ｘで反射され、設計上のミラーの位置Ｓ１を通過してＹ用ガルバノミラー１７ｙに入射する光線Ｂ１１の、Ｘ用ガルバノミラー１７ｘの反射面への入射位置をＴ１ｆとし、Ｙ用ガルバノミラー１７ｙの反射面への入射位置をＴ１ｂとする。
The
Ｘ用ガルバノミラー１７ｘで反射されて設計上のミラーの位置Ｓ２を通過し、Ｙ用ガルバノミラー１７ｙで反射されて後側ｆθレンズ１８の光軸Ａ１８上を伝搬する光線Ｂ１３について考える。光線Ｂ１３の、Ｘ用ガルバノミラー１７ｘの反射面への入射位置をＴ２ｆとし、Ｙ用ガルバノミラー１７ｙの反射面への入射位置をＴ２ｂとする。
Consider a light beam B13 reflected by the
Ｘ用ガルバノミラー１７ｘの反射面上の入射位置Ｔ１ｆから設計上のミラーの位置Ｓ１までの距離を短くするほど、Ｘ用ガルバノミラー１７ｘでの走査に伴う基準特性位置Ｓ０からの設計上のミラーの位置Ｓ１のずれを小さくでき、設計上のミラーの位置Ｓ１を設計上のミラーの位置Ｓ２に近づけやすい。
The shorter the distance from the incident position T1f on the reflecting surface of the
設計上のミラーの位置Ｓ２からＹ用ガルバノミラー１７ｙの反射面上の入射位置Ｔ２ｂまでの距離を短くするほど、Ｙ用ガルバノミラー１７ｙでの走査に伴う基準特性位置からの設計上のミラーの位置Ｓ２のずれを小さくでき、設計上のミラーの位置Ｓ１を設計上のミラーの位置Ｓ２に近づけやすい。
As the distance from the design mirror position S2 to the incident position T2b on the reflection surface of the
なお、ガルバノミラー１７ｘの近くに設計上のミラーの位置Ｓ１が配置され、ガルバノミラー１７ｙの近くに設計上のミラーの位置Ｓ２が配置されているとき、設計上のミラーの位置Ｓ１及びＳ２を相互に近づけると、ガルバノミラー１７ｘ及び１７ｙが相互に近づく。
When the designed mirror position S1 is arranged near the
以上説明したように、第２の実施例の投影装置では、ガルバノミラー１７ｘと１７ｙとの間に、前側ｆθレンズ及び後側ｆθレンズの設計上のミラーの位置Ｓ１及びＳ２を配置することにより、両ｆθレンズの設計上のミラーの位置同士を近づけやすい。これにより、前側ｆθレンズの特性位置を後側ｆθレンズの特性位置として用いることができ、ほぼ歪みのない像を光照射面ＩＰ上で２次元方向に走査できる。 As described above, in the projection apparatus of the second embodiment, by arranging the design mirror positions S1 and S2 of the front fθ lens and the rear fθ lens between the galvanometer mirrors 17x and 17y, It is easy to bring the mirror positions on the design of both fθ lenses closer to each other. Thereby, the characteristic position of the front fθ lens can be used as the characteristic position of the rear fθ lens, and an image with almost no distortion can be scanned in the two-dimensional direction on the light irradiation surface IP.
なお、１枚のミラーで光照射面上の光の入射位置を２次元方向に走査できるような光偏向器（例えば微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いたミラー）も存在する。このような光偏向器の反射面を、第１の実施例で特性位置Ｐ１及びＰ２が配置されている位置に配置すれば、歪みのない像を光照射面上で２次元方向に走査できる。 There is also an optical deflector (for example, a mirror using a micro electro mechanical system (MEMS) technology) that can scan the incident position of light on the light irradiation surface in a two-dimensional direction with a single mirror. If the reflection surface of such an optical deflector is disposed at the position where the characteristic positions P1 and P2 are disposed in the first embodiment, an image without distortion can be scanned in a two-dimensional direction on the light irradiation surface.
次に、図６を参照して、第３の実施例による投影装置について説明する。第３の実施例の投影装置において、前側ｆθレンズの特性位置よりも前側（光源側）の光学系の構成は、第１の実施例の投影装置と同様である。図６に、前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１から後側（光照射対象物側）の光学系を概略的に示す。
Next, a projection apparatus according to a third embodiment will be described with reference to FIG. In the projection apparatus of the third embodiment, the configuration of the optical system on the front side (light source side) with respect to the characteristic position of the front fθ lens is the same as that of the projection apparatus of the first embodiment. FIG. 6 schematically shows an optical system on the rear side (light irradiation object side) from the characteristic position P1 of the
前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１上にＸ用ガルバノミラー２７ｘの反射面が配置され、Ｘ用ガルバノミラー２７ｘが、前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１を通過する光の進行方向を振る。Ｘ用ガルバノミラー２７ｘで反射された光が、レンズ２０とレンズ２１とを透過して、Ｙ用ガルバノミラー２７ｙで反射される。Ｙ用ガルバノミラー２７ｙで反射された光が、後側ｆθレンズ２８を透過して、光照射対象物９の光照射面ＩＰに入射する。保持機構１０が光照射対象物９を保持する。光照射面ＩＰが後側ｆθレンズ２８の光軸Ａ２８に対して垂直であり、後側ｆθレンズ２８から光照射面ＩＰまでの距離が後側ｆθレンズ２８の焦点距離と等しい。
The reflection surface of the
後側ｆθレンズ２８の光軸Ａ２８上に定められた設計上のミラーの位置Ｐ２２（以下特性位置Ｐ２２と呼ぶ）上に反射面が配置されるように、Ｙ用ガルバノミラー２７ｙが配置される。Ｙ用ガルバノミラー２７ｙは、特性位置Ｐ２２を通過する光の進行方向を振る。制御装置ＣＴＲ２が、ガルバノミラー２７ｘ及び２７ｙを制御する。
The
レンズ２０及びレンズ２１は共通の光軸Ａ２０を有する。前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１及び後側ｆθレンズ２８の特性位置Ｐ２２を、光軸Ａ２０が通過するように、レンズ２０及び２１が配置される。
The
レンズ２０及びレンズ２１は、ともに焦点距離ｆを有する。前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１からレンズ２０までの距離が焦点距離ｆと等しく、レンズ２１から後側ｆθレンズ２８の特性位置Ｐ２２までの距離が焦点距離ｆと等しくなるように、レンズ２０及び２１が配置されている。このため、前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１を通過した光線は、レンズ２０により光軸Ａ２０と平行にされ、レンズ２１で屈折されて、後側ｆθレンズ２８の特性位置Ｐ２２に到達する。また、特性位置Ｐ１を通過してレンズ２０に入射する光線と光軸Ａ２０とのなす角が、レンズ２１を透過して特性位置Ｐ２２に到達する光線と光軸Ａ２０とのなす角に等しくなる。
Both the
レンズ２０からレンズ２１までの距離は焦点距離ｆの２倍である。すなわち、レンズ２０の後側焦点とレンズ２１の前側焦点とが一致するように、レンズ２０及び２１が配置されている。このため、レンズ２０に入射した平行光は、レンズ２０の後側焦点かつレンズ２１の前側焦点に収束され、レンズ２１により再び平行光にされる。
The distance from the
次に、平面ＯＰ上の画像パタンが、光照射面ＩＰに結像する原理について説明する。第１の実施例で説明したように、平面ＯＰ上の１点から発した光は、前側ｆθレンズ６で平行光にされる。この平行光がＸ用ガルバノミラー２７ｘを経てレンズ２０に入射する。レンズ２０に入射した平行光は、レンズ２１から平行光として出射する。レンズ２１から出射した平行光が、Ｙ用ガルバノミラー２７ｙを経て後側ｆθレンズ２８に入射する。後側ｆθレンズ２８から光照射面ＩＰまでの距離が後側ｆθレンズ２８の焦点距離と等しいので、この平行光は後側ｆθレンズ２８により光照射面ＩＰ上の１点に収束される。
Next, the principle by which the image pattern on the plane OP forms an image on the light irradiation surface IP will be described. As described in the first embodiment, light emitted from one point on the plane OP is converted into parallel light by the
従って、平面ＯＰ上の画像パタンが光照射面ＩＰに結像する。これはガルバノミラー２７ｘ及び２７ｙで反射された光の進行方向に依らずに成り立つので、ガルバノミラー２７ｘ及び２７ｙにより光照射面ＩＰ上で像を走査しても、結像状態が保たれる。 Therefore, an image pattern on the plane OP forms an image on the light irradiation surface IP. This is true regardless of the traveling direction of the light reflected by the galvanometer mirrors 27x and 27y. Therefore, even if the galvanometer mirrors 27x and 27y scan the image on the light irradiation surface IP, the image formation state is maintained.
次に、平面ＯＰ上の画像パタンに対して、光照射面ＩＰ上で歪みのない像が得られる原理について説明する。平面ＯＰ上の中心物点Ｑから出発し前側ｆθレンズ６の光軸Ａ６上を伝搬して特性位置Ｐ１に到達した光線Ｂ２１、及び、平面ＯＰ上の物点Ｘから出発し前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１に入射角θで入射した光線Ｂ２２が、それぞれ、Ｘ用ガルバノミラー２７ｘで反射されてレンズ２０に入射する。レンズ２０に入射する光線Ｂ２１とレンズ２０の光軸Ａ２０がなす角と、レンズ２０に入射する光線Ｂ２２とレンズ２０の光軸Ａ２０がなす角との差が、光線Ｂ２１の特性位置Ｐ１への入射角θと等しい。
Next, the principle of obtaining an image without distortion on the light irradiation surface IP with respect to the image pattern on the plane OP will be described. Starting from the center object point Q on the plane OP, propagating on the optical axis A6 of the
レンズ２０及び２１を透過した光線Ｂ２１及びＢ２２が、後側ｆθレンズ２８の特性位置Ｐ２２に到達する。レンズ２１を透過して特性位置Ｐ２２に到達する光線Ｂ２１とレンズ２１の光軸Ａ２０がなす角と、レンズ２１を透過して特性位置Ｐ２２に到達する光線Ｂ２２とレンズ２１の光軸Ａ２０がなす角との差も、光線Ｂ２１の前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１への入射角θと等しい。
Light rays B21 and B22 transmitted through the
後側ｆθレンズ２８の特性位置Ｐ２２でＹ用ガルバノミラー２７ｙに反射されて後側ｆθレンズ２８に入射する光線Ｂ２１及びＢ２２の、後側ｆθレンズ２８への入射角の差βを、光線Ｂ２２の後側ｆθレンズ２８への相対入射角βと呼ぶこととする。光線Ｂ２２の後側ｆθレンズ２８への相対入射角βが、光線Ｂ２２の前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１への入射角θと等しくなる。相対入射角βが特性位置Ｐ１への入射角θと等しい状態は、ガルバノミラー２７ｘ及び２７ｙによる走査をしても変化しない。
A difference β between the incident angles of the light beams B21 and B22 that are reflected by the
中心物点Ｑから出発し後側ｆθレンズ２８を透過した光線Ｂ２１が、像点Ｙｑ２に到達し、物点Ｘから出発し後側ｆθレンズ２８を透過した光線Ｂ２２が、像点Ｙ２に到達する。光線Ｂ２１及びＢ２２が、後側ｆθレンズ２８の特性位置Ｐ２２から後側ｆθレンズ２８に入射するので、光線Ｂ２２の後側ｆθレンズ２８への相対入射角βが、像点Ｙｑ２から像点Ｙ２までの距離（像点Ｙ２の相対像高）と比例する。
A light beam B21 starting from the central object point Q and transmitted through the
さらに、物点Ｘから出発した光線Ｂ２２の、前側ｆθレンズ６の特性位置Ｐ１への入射角θが物点Ｘの物体高と比例するので、物点Ｘの物体高とその像点Ｙ２の相対像高とが比例する。なお、この状態は走査をしても変化しない。従って、第３の実施例の投影装置を用いれば、歪みのない像が得られ、光照射面上で像を２次元方向に走査することができる。
Further, since the incident angle θ of the light ray B22 starting from the object point X to the characteristic position P1 of the
次に、第４の実施例による光照射方法について説明する。この光照射方法は、例えば第３の実施例の投影装置を用いて行われる。本実施例で、光照射対象物９は、表面にフォトレジストが塗布されたプリント基板である。例えば、光照射工程の後に、光を照射された領域のフォトレジストが除去され、この領域に金属配線が形成される。
Next, a light irradiation method according to the fourth embodiment will be described. This light irradiation method is performed using, for example, the projection apparatus of the third embodiment. In this embodiment, the
プリント基板の形状及び大きさは、５００ｍｍ角の正方形である。プリント基板を保持する保持機構１０としてＸＹステージが用いられる。平面ＯＰ上の画像パタンが生成される領域（これを画像パタンの外形と呼ぶこととする）の形状及び大きさを、１０ｍｍ角の正方形とする。ＤＭＤ４の各ミラーＭの形状及び大きさを、１５μｍ角の正方形とする。結像倍率を１／５とする。画像パタンの外形の像の形状及び大きさは、２ｍｍ角の正方形となり、ＤＭＤ４の１枚のミラーＭに対応する領域の像の形状及び大きさは、３μｍ角の正方形となる。
The shape and size of the printed circuit board is a 500 mm square. An XY stage is used as the holding
図７を参照して、さらに説明を続ける。プリント基板９が、ＸＹステージ１０に保持されている。プリント基板９の光照射面（フォトレジストの表面）ＩＰが、行列状に配置された複数個の走査領域ＳＡに分割されている。１つの走査領域ＳＡの形状及び大きさは、５０ｍｍ角の正方形である。Ｘ用及びＹ用ガルバノミラーにより１つの走査領域ＳＡ内で像を走査可能である。ＸＹステージ１０でプリント基板９を光照射面ＩＰに平行な方向に移動させることにより、所望の走査領域ＳＡに対してガルバノミラーによる像の走査が行われる。
Further description will be continued with reference to FIG. A printed
各走査領域ＳＡの内部が、行列状に配置された複数個の結像領域ＩＡに分割されている。各結像領域ＩＡは、画像パタンの外形の像と合同である。結像領域ＩＡごとに、所望の画像パタンの像が投影され、フォトレジストが露光される。ガルバノミラーによる走査により、単位領域ＳＡ内の所望の結像領域ＩＡが露光される。 Each scanning area SA is divided into a plurality of imaging areas IA arranged in a matrix. Each imaging area IA is congruent with the image of the outer shape of the image pattern. For each imaging area IA, an image of a desired image pattern is projected, and the photoresist is exposed. A desired imaging area IA in the unit area SA is exposed by scanning with a galvanometer mirror.
光照射面ＩＰ上に画定される走査領域ＳＡの個数は、（５００ｍｍ×５００ｍｍ）／（５０ｍｍ×５０ｍｍ）という式で求められ、１００個となる。各走査領域ＳＡ内に画定される結像領域ＩＡの個数は、（５０ｍｍ×５０ｍｍ）／（２ｍｍ×２ｍｍ）という式で求められ、６２５個となる。 The number of scanning areas SA defined on the light irradiation surface IP is obtained by the formula of (500 mm × 500 mm) / (50 mm × 50 mm), and is 100. The number of image forming areas IA defined in each scanning area SA is obtained by the formula (50 mm × 50 mm) / (2 mm × 2 mm), and is 625.
次に、光照射面ＩＰ全体の露光に要する時間について説明する。ガルバノミラーの動作周波数を１ｋＨｚとする。つまり、１ｍｓに１つの結像領域ＩＡが露光されるとする。１つの走査領域ＳＡを露光するのに要する時間は、６２５個×１ｍｓという式から６２５ｍｓと見積もられる。 Next, the time required for exposure of the entire light irradiation surface IP will be described. The operating frequency of the galvanometer mirror is 1 kHz. That is, assume that one imaging area IA is exposed in 1 ms. The time required to expose one scanning area SA is estimated to be 625 ms from the equation of 625 × 1 ms.
未走査の単位領域ＳＡを走査可能な位置に移動させる時間（ＸＹステージ１０によるステップアンドリピート動作とアライメントに要する時間）を０．５ｓとする。この時間まで考慮すると、１つの走査領域ＳＡを露光するのに要する時間は、１．１２５ｓ（＝０．６２５ｓ＋０．５ｓ）となる。従って、光照射面ＩＰ全体の露光に要する時間は、１００個×１．１２５ｓという式から１１２．５ｓと見積もられる。 The time required to move the unscanned unit area SA to a scannable position (time required for the step-and-repeat operation and alignment by the XY stage 10) is 0.5 s. Considering this time, the time required for exposing one scanning area SA is 1.125 s (= 0.625 s + 0.5 s). Therefore, the time required for exposure of the entire light irradiation surface IP is estimated to be 112.5 s from the equation of 100 × 1.125 s.
次に、図８を参照して、第５の実施例による投影装置及び光照射方法について説明する。本実施例の投影装置は、例えば第３の実施例と同様な投影装置を複数台並べることにより構成される。 Next, a projection apparatus and a light irradiation method according to the fifth embodiment will be described with reference to FIG. The projection apparatus of the present embodiment is configured by arranging a plurality of projection apparatuses similar to those of the third embodiment, for example.
光照射面ＩＰが、第４の実施例と同様に、行列状に配置された複数の走査領域ＳＡに分割されている。走査領域ＳＡの列ごとに、１台の投影装置が配置される。各投影装置の後側ｆθレンズ４８が、走査領域ＳＡのある１行の、相互に隣接する各走査領域ＳＡの上に一つずつ配置されている。
The light irradiation surface IP is divided into a plurality of scanning areas SA arranged in a matrix as in the fourth embodiment. One projector is arranged for each column of the scanning area SA. One
相互に隣接する後側ｆθレンズ４８同士が干渉しないよう、後側ｆθレンズ４８の光軸に平行な視線で見て、走査領域ＳＡ内にそれに対応する後側ｆθレンズ４８が含まれるように、後側ｆθレンズ４８の大きさが制限される。後側ｆθレンズ４８よりも大きな走査領域ＳＡに露光が行えるように、後側ｆθレンズ４８として、透過光が発散する特性のｆθレンズが用いられる。
In order that the
例えば１０台の投影装置を並べれば、走査領域ＳＡが１０個並んだ行を同時に露光できる。このため、このような装置を用いれば、光照射面ＩＰ全体の露光に要する時間を、第４の実施例のそれの１／１０程度に短縮することが可能となる。 For example, if ten projectors are arranged, a row in which ten scanning areas SA are arranged can be exposed simultaneously. For this reason, if such an apparatus is used, the time required for the exposure of the entire light irradiation surface IP can be shortened to about 1/10 of that of the fourth embodiment.
次に、図９を参照して、第６の実施例による投影装置及び光照射方法について説明する。本実施例の投影装置も、第５の実施例と同様に、例えば第３の実施例と同様な投影装置を複数台並べることにより構成される。後側ｆθレンズの並べ方が第５の実施例と異なる。 Next, a projection apparatus and a light irradiation method according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG. Similarly to the fifth embodiment, the projection apparatus according to the present embodiment is configured by, for example, arranging a plurality of projection apparatuses similar to those of the third embodiment. The arrangement of the rear fθ lenses is different from that of the fifth embodiment.
光照射面ＩＰが、第４及び第５の実施例と同様に、行列状に配置された複数の走査領域ＳＡに分割されている。走査領域ＳＡの列ごとに、１台の投影装置が配置される。第６の実施例では、走査領域ＳＡのある２行ＲＯＷ１及びＲＯＷ２の上に、千鳥状に後側ｆθレンズ５８が配置される。すなわち、行ＲＯＷ１上に、走査領域ＳＡ一つ置きに（走査領域ＳＡの列１列置きに）後側ｆθレンズ５８が配置され、行ＲＯＷ２のうち、行ＲＯＷ１上で後側ｆθレンズ５８が配置されなかった列に対応する走査領域ＳＡ上に、後側ｆθレンズ５８が配置されている。
As in the fourth and fifth embodiments, the light irradiation surface IP is divided into a plurality of scanning areas SA arranged in a matrix. One projector is arranged for each column of the scanning area SA. In the sixth embodiment,
このような配置では、相互に隣接する後側ｆθレンズ同士の間隔が第５の実施例のそれよりも広くなる。このため、後側ｆθレンズの大きさの選択の自由度が大きい。例えば、後側ｆθレンズ５８の光軸に平行な視線で見て、後側ｆθレンズ５８を走査領域ＳＡよりも大きくすることができるので、後側ｆθレンズ５８としてテレセントリックな特性のものを用いることもできる。
In such an arrangement, the distance between the rear fθ lenses adjacent to each other is wider than that of the fifth embodiment. For this reason, the degree of freedom in selecting the size of the rear fθ lens is great. For example, since the
第５の実施例と同様に、例えば１０台の投影装置を用いれば、同時に１０個の走査領域ＳＡを露光できるので、光照射面ＩＰ全体の露光に要する時間を、第４の実施例のそれの１／１０程度に短縮することが可能となる。 Similarly to the fifth embodiment, for example, if ten projectors are used, ten scanning areas SA can be exposed at the same time. Therefore, the time required for exposure of the entire light irradiation surface IP can be reduced to that of the fourth embodiment. Can be shortened to about 1/10.
例えば、表面にフォトレジストが塗布されたプリント基板に露光し、光を照射された領域のフォトレジストを除去し、この部分に金属配線を形成する場合について考える。この場合、金属配線を形成すべき領域に良好に光が照射されなければ、断線の原因となる。 For example, consider a case where a printed circuit board having a surface coated with a photoresist is exposed, the photoresist in a region irradiated with light is removed, and a metal wiring is formed in this portion. In this case, if the region where the metal wiring is to be formed is not irradiated with light satisfactorily, it may cause disconnection.
ＤＭＤ上で相互に隣接する２枚のミラーが、ともに第２の姿勢に制御されているとき、光照射面上のこれらのミラーに対応する領域は明部となる。しかし、ＤＭＤ上の相互に隣接するミラーの間には隙間が存在し、これに起因して、光照射面上のミラー間の隙間に対応する領域（画素同士の隙間の領域）は、ミラーの反射面に対応する領域に比べて暗くなってしまう。上述の断線等の問題を起こり難くするため、ミラーの隙間に対応する領域が暗くなることを抑制できれば好ましい。 When two mirrors adjacent to each other on the DMD are both controlled to the second posture, a region corresponding to these mirrors on the light irradiation surface is a bright portion. However, there is a gap between the mirrors adjacent to each other on the DMD, and due to this, the area corresponding to the gap between the mirrors on the light irradiation surface (the area of the gap between the pixels) It becomes darker than the area corresponding to the reflective surface. In order to make the above-mentioned problems such as disconnection difficult to occur, it is preferable if the region corresponding to the gap between the mirrors can be suppressed from being darkened.
次に、図１０を参照して、第７の実施例の投影装置について説明する。第７の実施例の投影装置は、第１の実施例の投影装置の前側ｆθレンズ６とガルバノミラー７との間に、絞り６０を挿入した構成を有する。図１０に、前側ｆθレンズ６から後側ｆθレンズ８までの光学系を示す。
Next, a projection apparatus according to a seventh embodiment will be described with reference to FIG. The projection apparatus of the seventh embodiment has a configuration in which a
絞り６０は、所定の大きさの開口を有し、開口外に入射した光を遮断する。絞り６０により、絞り６０が配置されていない場合に比べて、後側ｆθレンズ８に入射する光が制限される。すなわち、後側ｆθレンズ８の開口数が小さくなる。分解能（近接した２点を見分けられる距離）は開口数に反比例するので、開口数が小さくなることにより、分解能の値が大きくなる（分解能が低くなる）。絞り６０の開口を小さくするほど、分解能が低くなる。
The
分解能を低くすることにより、画像パタンの像においてミラー同士の境界をぼかすことができる。これにより、ミラーの隙間に対応する領域が暗くなる状態を改善できる。なお、分解能は低すぎても好ましくないので、所望の分解能となるように、例えば実験により、絞り６０の開口の大きさが定められる。
By lowering the resolution, the boundary between mirrors can be blurred in the image of the image pattern. Thereby, the state where the area | region corresponding to the clearance gap between mirrors becomes dark can be improved. In addition, since it is not preferable that the resolution is too low, the size of the aperture of the
なお、絞り６０はガルバノミラー７と後側ｆθレンズ８との間に配置することもできる。また、ガルバノミラー７の反射面を狭くすることによっても同様な効果が得られる。なお、第２及び第３の実施例の投影装置についても同様に、絞りにより後側ｆθレンズの開口数を低下させることができる。
The
次に、図１１を参照して、第８の実施例の投影装置について説明する。まず、第８の実施例の投影装置の概略について説明する。本実施例では、第１の実施例の投影装置のガルバノミラーから前側と同様な光学系を２個用意しておき、それら各々の光学系で生成された画像パタンの像を、後側ｆθレンズにより光照射面上で重ね合わせる。光照射面上で像同士を少しずらして重ね合わせることにより、ミラー同士の隙間に対応する暗部を埋める。以下、詳しく説明する。 Next, a projection apparatus according to an eighth embodiment will be described with reference to FIG. First, an outline of the projection apparatus of the eighth embodiment will be described. In this embodiment, two optical systems similar to those on the front side are prepared from the galvanometer mirror of the projection apparatus of the first embodiment, and the image of the image pattern generated by each of these optical systems is used as the rear fθ lens. To superimpose on the light irradiation surface. The dark portions corresponding to the gaps between the mirrors are filled by superimposing the images slightly shifted on the light irradiation surface. This will be described in detail below.
第１のＤＭＤ７４が、平面ＯＰ１上に画像パタンＰＡＴ１を生成する。画像パタンＰＡＴ１に対応する光が、第１の前側ｆθレンズ７６に入射する。平面ＯＰ１は、第１の前側ｆθレンズ７６の光軸Ａ７６と垂直であり、平面ＯＰ１から第１の前側ｆθレンズ７６までの距離が、前側ｆθレンズ７６の焦点距離と等しい。第１の前側ｆθレンズ７６を透過した光がガルバノミラー７７に入射する。
The
光源、コリメータ、及びホモジナイザからなる照明光学系７０が、画像パタンＰＡＴ１を生成するための光を供給する。光照射面に照射させない光を、ダンパ７１が吸収する。
An illumination
第２のＤＭＤ８４が、平面ＯＰ２上に画像パタンＰＡＴ２を生成する。画像パタンＰＡＴ２に対応する光が、第２の前側ｆθレンズ８６に入射する。平面ＯＰ２は、第２の前側ｆθレンズ８６の光軸Ａ８６と垂直であり、平面ＯＰ２から第２の前側ｆθレンズ８６までの距離が、前側ｆθレンズ８６の焦点距離と等しい。第２の前側ｆθレンズ８６を透過した光がガルバノミラー７７に入射する。
The
光源、コリメータ、及びホモジナイザからなる照明光学系８０が、画像パタンＰＡＴ２を生成するための光を供給する。光照射面に照射させない光を、ダンパ８１が吸収する。
An illumination
第１の前側ｆθレンズ７６の焦点距離と第２の前側ｆθレンズ８６の焦点距離とが等しく、第１の前側ｆθレンズ７６の設計距離と第２の前側ｆθレンズ８６の設計距離とが等しい。また、第１の前側ｆθレンズ７６の光軸Ａ７６と第２の前側ｆθレンズ８６の光軸８６とが相互に平行である。
The focal length of the first
第１の前側ｆθレンズ７６の光軸Ａ７６上の設計上のミラーの位置Ｐ７１（以下特性位置Ｐ７１と呼ぶ）、及び、第２の前側ｆθレンズ８６の光軸Ａ８６上の設計上のミラーの位置Ｐ８１（以下特性位置Ｐ８１と呼ぶ）の上に反射面が配置されるように、ガルバノミラー７７が配置される。ガルバノミラー７７は、第１の前側ｆθレンズ７６を透過して特性位置Ｐ７１を通過する光の進行方向を振るとともに、第２の前側ｆθレンズ８６を透過して特性位置Ｐ８１を通過する光の進行方向を振る。
Designed mirror position P71 on the optical axis A76 of the first front fθ lens 76 (hereinafter referred to as a characteristic position P71) and design mirror position on the optical axis A86 of the second
第１の前側ｆθレンズ７６を透過してガルバノミラー７７で進行方向を振られた光、及び、第２の前側ｆθレンズ８６を透過してガルバノミラー７７で進行方向を振られた光が、後側ｆθレンズ７８に入射する。
The light transmitted through the first
後側ｆθレンズ７８の光軸Ａ７８に対して光照射面ＩＰが垂直となり、後側ｆθレンズ７８から光照射面ＩＰまでの距離が後側ｆθレンズ７８の焦点距離と等しくなるように、光照射対象物９が配置されている。保持機構１０が光照射対象物９を保持する。
The light irradiation surface IP is perpendicular to the optical axis A78 of the
平面ＯＰ１から第１の前側ｆθレンズ７６までの距離が前側ｆθレンズ７６の焦点距離と等しく、平面ＯＰ２から第２の前側ｆθレンズ８６までの距離が前側ｆθレンズ８６の焦点距離と等しく、後側ｆθレンズ７８から光照射面ＩＰまでの距離が後側ｆθレンズ７８の焦点距離と等しい。このため、第１の実施例の投影装置と同様の原理で、平面ＯＰ１上の画像パタンＰＡＴ１及び平面ＯＰ２上の画像パタンＰＡＴ２の双方が、光照射面ＩＰに結像する。前側ｆθレンズ７６及び第２の前側ｆθレンズ８６の焦点距離をｆ７６とし、後側ｆθレンズ７８の焦点距離をｆ７８とすると、画像パタンＰＡＴ１の結像倍率、及び画像パタンＰＡＴ２の結像倍率は、ともにｆ７８／ｆ７６と表される。
The distance from the plane OP1 to the first
後側ｆθレンズ７８の設計上のミラーの位置Ｐ７２が、第１の前側ｆθレンズ７６の特性位置Ｐ７１から第２の前側ｆθレンズ８６の特性位置Ｐ８１までの間（例えば中点）に配置されるように、後側ｆθレンズ７８が配置されている。
The design mirror position P72 of the
第１の前側ｆθレンズ７６の特性位置Ｐ７１、及び、第２の前側ｆθレンズ８６の特性位置Ｐ８１の双方が、後側ｆθレンズ７８の設計上のミラーの位置Ｐ７２の充分近くに配置されるように、第１の前側ｆθレンズ７６の光軸Ａ７６と、第２の前側ｆθレンズ８６の光軸Ａ８６との間隔が定められている。
Both the characteristic position P71 of the first
第１の前側ｆθレンズ７６の特性位置Ｐ７１が、後側ｆθレンズ７８の設計上のミラーの位置Ｐ７２と充分に近ければ、特性位置Ｐ７１が配置された位置を、後側ｆθレンズ７８の特性位置として用いることができる。同様に、第２の前側ｆθレンズ８６の特性位置Ｐ８１が、後側ｆθレンズ７８の設計上のミラーの位置Ｐ７２と充分に近ければ、特性位置Ｐ８１が配置された位置を、後側ｆθレンズ７８の特性位置として用いることができる。
If the characteristic position P71 of the first
第１の前側ｆθレンズ７６の特性位置Ｐ７１の配置された位置が、後側ｆθレンズ７８の特性位置として働くことにより、第１の前側ｆθレンズ７６、ガルバノミラー７７、及び後側ｆθレンズ７８が構成する光学系は、第１の実施例の投影装置の、前側ｆθレンズ６、ガルバノミラー７、及び後側ｆθレンズ８が構成する光学系と同様に機能する。このため、第１のＤＭＤ７４が生成した画像パタンＰＡＴ１を、光照射面ＩＰ上にほぼ歪みなく結像させ、ほぼ歪みのない像を走査することができる。
The position where the characteristic position P71 of the first
同様に、第２の前側ｆθレンズ８６の特性位置Ｐ８１の配置された位置が、後側ｆθレンズ７８の特性位置として働くことにより、第２の前側ｆθレンズ８６、ガルバノミラー７７、及び後側ｆθレンズ７８が構成する光学系が、第１の実施例の投影装置の、前側ｆθレンズ６、ガルバノミラー７、及び後側ｆθレンズ８が構成する光学系と同様に機能する。このため、第２のＤＭＤ８４が生成した画像パタンＰＡＴ２を、光照射面ＩＰ上にほぼ歪みなく結像させ、ほぼ歪みのない像を走査することができる。
Similarly, the position where the characteristic position P81 of the second
第１及び第２の前側ｆθレンズ７６及び８６の特性位置Ｐ７１及びＰ８１の間に、後側ｆθレンズ７８の設計上のミラーの位置Ｐ７２を配置することにより、特性位置Ｐ７１及びＰ８１の双方を、設計上のミラーの位置Ｐ７２に近づけやすい。
By arranging the design mirror position P72 of the
第１のＤＭＤ７４及び第２のＤＭＤ８４は、相互に合同な画像パタンＰＡＴ１及びＰＡＴ２を生成する。光照射面ＩＰ上のＰＡＴ１の像及びＰＡＴ２の像が相互に合同となる。平面ＯＰ１に平行な面内で第１のＤＭＤ７４を回転させると、画像パタンＰＡＴ１の像が光照射面ＩＰ内で回転し、平面ＯＰ２に平行な面内で第２のＤＭＤ８４を回転させると、画像パタンＰＡＴ２の像が光照射面ＩＰ内で回転する。光照射面ＩＰ上の画像パタンＰＡＴ１及びＰＡＴ２の像の回転方向が揃うように（光照射面ＩＰ内の平行移動で画像パタンＰＡＴ１及びＰＡＴ２の像を完全に重ね合わせることが可能なように）、第１のＤＭＤ７４及び第２のＤＭＤ８４が配置されている。
The
第１の前側ｆθレンズ７６の光軸Ａ７６と平面ＯＰ１との交点を中心物点Ｑ１と呼ぶこととし、第２の前側ｆθレンズ８６の光軸Ａ８６と平面ＯＰ２との交点を中心物点Ｑ２と呼ぶこととする。平面ＯＰ１上で中心物点Ｑ１からある向きに距離ｄだけ離れた物点Ｘ１と、平面ＯＰ２上で中心物点Ｑ２からこれと同一の向きに距離ｄだけ離れた物点Ｘ２とについて考える。
The intersection between the optical axis A76 of the first
物点Ｘ１から出発し第１の前側ｆθレンズ７６を透過して特性位置Ｐ７１に到達する光線Ｂ７２と、物点Ｘ２から出発し第２の前側ｆθレンズ８６を透過して特性位置Ｐ８１に到達する光線Ｂ８２とが、相互に平行にガルバノミラー７７の反射面に入射する。ガルバノミラー７７で反射された光線Ｂ７２及びＢ８２が、相互に平行に後側ｆθレンズ７８に入射するので、光照射面ＩＰ上の物点Ｘ１の像点と物点Ｘ２の像点とが一致する。なお、中心物点Ｑ１及びＱ２は、それぞれ、距離ｄをゼロとしたときの物点Ｘ１及びＸ２であるので、中心物点Ｑ１の像点と中心物点Ｑ２の像点とが一致する。
A light beam B72 that starts from the object point X1 and passes through the first
画像パタンＰＡＴ１内の、中心物点Ｑ１上に配置されている位置を画像パタンＰＡＴ１の中心と呼ぶこととする。画像パタンＰＡＴ２内の、画像パタンＰＡＴ１の中心に対応する位置を画像パタンＰＡＴ２の中心と呼ぶこととする。中心物点Ｑ２上に画像パタンＰＡＴ２の中心が配置されているとき、光照射面ＩＰ上の画像パタンＰＡＴ１及びＰＡＴ２の像が完全に重なり合う。つまり、画像パタンＰＡＴ１及びＰＡＴ２内の相互に対応する位置の像点同士が一致する。画像パタンＰＡＴ１の像に画像パタンＰＡＴ２の像が完全に重ね合わされるような、第２のＤＭＤ８４の位置を、第２のＤＭＤ８４の基準位置とする。
The position arranged on the central object point Q1 in the image pattern PAT1 is referred to as the center of the image pattern PAT1. A position corresponding to the center of the image pattern PAT1 in the image pattern PAT2 is referred to as the center of the image pattern PAT2. When the center of the image pattern PAT2 is arranged on the central object point Q2, the images of the image patterns PAT1 and PAT2 on the light irradiation surface IP are completely overlapped. That is, the image points at positions corresponding to each other in the image patterns PAT1 and PAT2 match each other. The position of the
ＤＭＤ位置調整機構８２が、第２のＤＭＤ８４を保持する。ＤＭＤ位置調整機構８２により、第２のＤＭＤ８４の平面ＯＰ２に平行な面内に関する位置を調節可能である。第２のＤＭＤ８４の位置を、平面ＯＰ２に平行な面内に関して基準位置から移動させることにより、光照射面ＩＰ上の画像パタンＰＡＴ２の像を移動させることができ、画像パタンＰＡＴ１及びＰＡＴ２の像を相互にずらして重ね合わせることができる。
The DMD
次に、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）を参照して、第２のＤＭＤ８４の保持位置について説明する。図１２（Ａ）は、第１の前側ｆθレンズ７６の光軸Ａ７６及び第２の前側ｆθレンズ８６の光軸Ａ８６に平行な視線で見た第１のＤＭＤ７４、第１の前側ｆθレンズ７６、第２のＤＭＤ８４、第２の前側ｆθレンズ８６、及びＤＭＤ位置調整機構８２を示す。
Next, a holding position of the
第１のＤＭＤ７４のミラーＭ７、及び、第２のＤＭＤ８４のミラーＭ８が、それぞれ、行列状に複数個配置されている。ミラーＭ７及びＭ８の行方向が相互に平行であり、ミラーＭ７及びＭ８の列方向が相互に平行である。ＤＭＤ位置調整機構８２は、平面ＯＰ２に平行な面内で、ミラーＭ８の行方向及び列方向の双方と交差する斜めの方向に第２のＤＭＤ８４を移動させる。
A plurality of mirrors M7 of the
図１２（Ｂ）は、ＤＭＤ位置調整機構８２により第２のＤＭＤ８４が基準位置から移動された状態における第１のＤＭＤ７４のミラーＭ７の像及び第２のＤＭＤ８４のミラーＭ８の像を示す。なお、ミラーＭ７の像の縁を実線で示し、ミラーＭ８の像の縁を点線で示す。ミラーＭ７及びミラーＭ８は、すべて第２の姿勢にされているとする。図中、ミラーの像をミラーと同じ参照符号で示す。
FIG. 12B shows an image of the mirror M7 of the
第１のＤＭＤ７４上で、ミラーＭ７ａとＭ７ｂとが相互に隣接する。ミラーＭ７ａの像とミラーＭ７ｂの像との間に隙間Ｇ７が存在する。ミラーＭ７ａ及びＭ７ｂの像の内部は相対的に明るい領域となり、隙間Ｇ７は相対的に暗い領域となる。ミラーＭ７ａとＭ８ａとが画像パタン内で相互に対応し、ミラーＭ７ｂとＭ８ｂとが画像パタン内で相互に対応する。
On the
ミラーＭ７ａの像とミラーＭ７ｂの像との隙間Ｇ７の少なくとも一部の上に、ミラーＭ８ａの像が重なるような位置に、ＤＭＤ位置調整機構８２が第２のＤＭＤ８４を保持する。このようにして、第１のＤＭＤ７４のミラーＭ７の像間の隙間の少なくとも一部が、第２のＤＭＤ８４のミラーＭ８の像で埋められ、ＤＭＤ上のミラーの隙間に対応する領域が暗くなる状態を改善することができる。
The DMD
なお、第２のＤＭＤ８４の基準位置からの移動距離が長くなるほど、画像パタンＰＡＴ１及びＰＡＴ２の像を重ねた像が不鮮明となる。第２のＤＭＤ８４の移動距離は、ミラーＭ７ａに対応するミラーＭ８ａの像が、第１のＤＭＤ７４の他のミラーＭ７の像とは重ならない程度とするのが好ましい。
Note that as the moving distance from the reference position of the
なお、上述の例では、第１の前側ｆθレンズ７６の特性位置Ｐ７１を通過する光の進行方向を振るガルバノミラーと、第２の前側ｆθレンズ８６の特性位置Ｐ８１を通過する光の進行方向を振るガルバノミラーとを、共通のもの（ガルバノミラー７７）としたが、特性位置Ｐ７１及びＰ８１をそれぞれ通過する光の進行方向を振るガルバノミラーを別々のものにすることも可能である。
In the above example, the galvanometer mirror that changes the traveling direction of the light passing through the characteristic position P71 of the first
なお、第１及び第２のＤＭＤ７４及び８４に光を供給する照射光学系を、上述の例では別々のもの（照明光学系７０及び８０）としたが、必要に応じて共通の照射光学系を用いることもできる。
In addition, although the irradiation optical system that supplies light to the first and
次に、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）を参照して、第９の実施例の投影装置について説明する。第８の実施例では、第１の実施例の投影装置のガルバノミラーから前側と同様な光学系を２つ用意しておき、これら２つの光学系で生成された画像パタンの像を重ね合わせた。本実施例では、第１の実施例の投影装置のガルバノミラーから前側と同様な光学系を４つに増やして、これら４つの光学系で生成された画像パタンの像を重ね合わせる。 Next, a projection apparatus according to a ninth embodiment will be described with reference to FIGS. In the eighth embodiment, two optical systems similar to the front side are prepared from the galvanometer mirror of the projection apparatus of the first embodiment, and the images of the image patterns generated by these two optical systems are superimposed. . In the present embodiment, the number of optical systems similar to those on the front side is increased from the galvanometer mirror of the projection apparatus of the first embodiment to four, and images of image patterns generated by these four optical systems are superimposed.
図１３（Ａ）に示すように、前側ｆθレンズとして第１〜第４の前側ｆθレンズ９６、１０６、１１６及び１２６が用いられ、ＤＭＤとして第１〜第４のＤＭＤ９４、１０４、１１４及び１２４が用いられる。第１〜第４のＤＭＤ９４、１０４、１１４及び１２４がそれぞれ生成する画像パタンに対応する光を、それぞれ、第１〜第４の前側ｆθレンズ９６、１０６、１１６及び１２６に入射させる。ＤＭＤ位置調整機構１０２、１１２及び１２２がそれぞれ、第２〜第４のＤＭＤ１０４、１１４及び１２４を保持する。
As shown in FIG. 13A, first to fourth
第１〜第４の前側ｆθレンズ９６、１０６、１１６及び１２６が、相互に光軸を平行にして配置されている。図１３（Ａ）は、これらの光軸に平行な視線で見た前側ｆθレンズ９６等を示す。第１〜第４の前側ｆθレンズ９６、１０６、１１６及び１２６の焦点距離及び設計距離は、相互に等しい。
The first to fourth
第１〜第４の前側ｆθレンズ９６、１０６、１１６及び１２６の設計上のミラーの位置Ｐ９１、Ｐ１０１、Ｐ１１１及びＰ１２１（以下それぞれ特性位置Ｐ９１、Ｐ１０１、Ｐ１１１及びＰ１２１と呼ぶ）を結んだ四角形の内部に、後側ｆθレンズの設計上のミラーの位置Ｐ９２が配置されている。例えば、前側ｆθレンズの特性位置Ｐ９１、Ｐ１０１、Ｐ１１１及びＰ１２１を結んだ四角形の２本の対角線の交点上に、後側ｆθレンズの設計上のミラーの位置Ｐ９２が配置される。このような配置により、前側ｆθレンズの特性位置Ｐ９１、Ｐ１０１、Ｐ１１１及びＰ１２１のいずれも、後側レンズの設計上のミラーの位置Ｐ７２に近づけやすい。
A rectangular shape connecting the design mirror positions P91, P101, P111 and P121 (hereinafter referred to as characteristic positions P91, P101, P111 and P121, respectively) of the first to fourth
各前側ｆθレンズの特性位置Ｐ９１、Ｐ１０１、Ｐ１１１及びＰ１２１を、後側ｆθレンズの設計上のミラーの位置Ｐ７２に充分に近づけることにより、各前側ｆθレンズの特性位置Ｐ９１、Ｐ１０１、Ｐ１１１及びＰ１２１が配置された位置を、後側ｆθレンズの特性位置として用いることができる。 By making the characteristic positions P91, P101, P111 and P121 of each front fθ lens sufficiently close to the mirror position P72 in the design of the rear fθ lens, the characteristic positions P91, P101, P111 and P121 of each front fθ lens can be obtained. The arranged position can be used as the characteristic position of the rear fθ lens.
第１〜第４のＤＭＤ９４〜１２４のミラーＭ９〜Ｍ１２が、それぞれ、行列状に複数個配置されている。ミラーＭ９〜Ｍ１２の行方向が相互に平行であり、ミラーＭ９〜Ｍ１２の列方向が相互に平行である。
A plurality of mirrors M9 to M12 of the first to
ＤＭＤ位置調整機構１０２が、第２のＤＭＤ１０４のミラーＭ１０の行方向及び列方向の双方と交差する斜めの方向に、第２のＤＭＤ１０４を移動させる。ＤＭＤ位置調整機構１１２が、第３のＤＭＤ１１４のミラーＭ１１の行方向に、第３のＤＭＤ１１４を移動させる。ＤＭＤ位置調整機構１２２が、第４のＤＭＤ１２４のミラーＭ１２の列方向に、第４のＤＭＤ１２４を移動させる。
The DMD
図１３（Ｂ）は、ＤＭＤ位置調整機構１０２〜１２２によりそれぞれＤＭＤ１０４〜１２４が移動された状態におけるミラーＭ９〜Ｍ１２の像を示す。なお、第１のＤＭＤ９４のミラーＭ９の像の縁を太線で示し、第２のＤＭＤ１０４のミラーＭ１０の像の縁を点線で示す。第３のＤＭＤミラーＭ１１４の像の内部に右下がりのハッチングを施し、第４のＤＭＤミラーＭ１２４の像の内部に左下がりのハッチングを施している。ミラーＭ９〜Ｍ１２は、すべて第２の姿勢にされているとする。図中、ミラーの像をミラーと同じ参照符号で示す。
FIG. 13B shows images of the mirrors M9 to M12 when the
第８の実施例では、第２のＤＭＤ８４のミラーＭ８の像を、第１のＤＭＤ７４のミラーＭ７の像が形成する行列の行方向及び列方向に交差する斜めの方向に移動させることにより、第１のＤＭＤ７４のミラーＭ７の像間の隙間を第２のＤＭＤ８４のミラーＭ８の像で埋めた。しかし、図１２（Ｂ）に示すように、ミラーＭ７の像間の隙間は完全には埋まらない。
In the eighth embodiment, the image of the mirror M8 of the
図１３（Ｂ）に示すように、第９の実施例では、第２のＤＭＤ１０４のミラーＭ１０の像を、第１のＤＭＤ９４のミラーＭ９の像が形成する行列の行方向及び列方向に交差する斜めの方向に移動させ、第３のＤＭＤ１１４のミラーＭ１１の像を、第１のＤＭＤ９４のミラーＭ９の像が形成する行列の行方向に移動させ、第４のＤＭＤ１２４のミラーＭ１２の像を、第１のＤＭＤ９４のミラーＭ９の像が形成する行列の列方向に移動させることにより、第１のＤＭＤ９４のミラーＭ９の像間の隙間を、第２〜第４のＤＭＤ１０４〜１２４のミラーＭ１０〜Ｍ１２の像で完全に埋める。これにより、ミラーの隙間に対応する領域が暗くなる状態をさらに改善することができる。
As shown in FIG. 13B, in the ninth embodiment, the image of the mirror M10 of the
なお、以上の実施例では、ＤＭＤを用いて反射光のパタンからなる画像パタンを生成したが、画像パタンとして、透過光のパタンからなるものを用いることもできる。例えば、液晶ライトバルブを用いれば、透過光による画像パタンを生成することができる。なお、液晶ライトバルブは、反射光による画像パタンを生成するタイプのものもある。ＤＭＤや液晶ライトバルブは、空間光変調器（ＳＬＭ）の例である。画像パタンを生成する装置として、ＤＭＤ、液晶ライトバルブの他の空間光変調器を用いることも可能である。 In the above-described embodiments, an image pattern including a reflected light pattern is generated using DMD. However, an image pattern including a transmitted light pattern may be used. For example, if a liquid crystal light valve is used, an image pattern based on transmitted light can be generated. Some liquid crystal light valves generate an image pattern by reflected light. DMDs and liquid crystal light valves are examples of spatial light modulators (SLMs). As a device for generating an image pattern, it is also possible to use DMD and other spatial light modulators of liquid crystal light valves.
例えば、透過光による画像パタンを生成する液晶ライトバルブでは、画素同士の隙間が光を透過させない。このため、ＤＭＤのミラーの像の隙間に相対的に暗い領域が発生するのと同様な状態が生じうる。第７〜第９の実施例の技術は、画像パタンを生成する空間光変調器として例えば液晶ライトバルブを用いる場合にも有効である。 For example, in a liquid crystal light valve that generates an image pattern by transmitted light, a gap between pixels does not transmit light. For this reason, a state similar to the case where a relatively dark region occurs in the gap between the images of the mirrors of the DMD can occur. The techniques of the seventh to ninth embodiments are also effective when using, for example, a liquid crystal light valve as a spatial light modulator for generating an image pattern.
以上の実施例では、前側ｆθレンズを透過した光の進行方向を振る光偏向器として、ガルバノミラーを用いたが、他の光偏向器を用いることもできる。例えば、ポリゴンミラー、ＭＥＭＳミラー、音響光学偏向素子、電気光学偏向素子等を用いることが可能である。 In the above embodiments, the galvanometer mirror is used as the optical deflector that swings the traveling direction of the light transmitted through the front fθ lens. However, other optical deflectors can be used. For example, a polygon mirror, a MEMS mirror, an acousto-optic deflection element, an electro-optic deflection element, or the like can be used.
以上の実施例では、フォトレジストを塗布したプリント基板に露光する例を説明したが、投影装置の用途はこれに限らない。例えば、２次元コードのマーキングに用いることも可能である。また例えば、画像パタンに対応した穴を形成するレーザドリルとして用いることも可能であろう。なお、プリント基板に露光する実施例では画像パタンを縮小投影する光学系を構成したが、必要に応じて拡大投影用の光学系を構成することもできる。 In the above embodiment, the example in which the printed circuit board coated with the photoresist is exposed has been described, but the application of the projection apparatus is not limited to this. For example, it can be used for marking a two-dimensional code. For example, it may be used as a laser drill for forming a hole corresponding to an image pattern. In the embodiment in which the printed circuit board is exposed, an optical system for reducing and projecting an image pattern is configured. However, an optical system for enlargement projection can be configured as necessary.
なお、ｆθレンズを２つ使う方式は、ガルバノミラーの並進振動に対して感度を持たないため、ガルバノミラーの高速化に寄与することが期待される。 The method using two fθ lenses is not sensitive to the translational vibration of the galvanometer mirror, and is expected to contribute to speeding up the galvanometer mirror.
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。 Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations, and the like can be made.
１ 光源
２ コリメータ
３ ホモジナイザ
４ ＤＭＤ
５ ダンパ
６ 前側ｆθレンズ
７ ガルバノミラー
８ 後側ｆθレンズ
９ 光照射対象物
１０ 保持機構
Ｐ１ 前側ｆθレンズ６の特性位置
Ｐ２ 後側ｆθレンズ８の特性位置
ＣＴＲ 制御装置
1
5
Claims (9)
前記第１の平面から到達した光が入射する第１の前側ｆθレンズと、
前記第１の前側ｆθレンズを透過した光の進行方向を振る第１の偏向光学系と、
前記第１の偏向光学系で進行方向を振られた光が入射する後側ｆθレンズと、
前記後側ｆθレンズを透過した光を照射すべき光照射面を有する光照射対象物を保持する光照射対象物保持機構と
を有し、
前記第１の平面上の第１の画像パタンが、前記第１の前側ｆθレンズ及び後側ｆθレンズを介して前記光照射面に結像するように、前記第１の画像パタン生成物が配置され、かつ、前記光照射対象物保持機構が前記光照射対象物を保持する投影装置。 A first image pattern product for generating a first image pattern on a first plane;
A first front fθ lens on which light reaching from the first plane is incident;
A first deflection optical system that swings a traveling direction of light transmitted through the first front fθ lens;
A rear fθ lens on which the light whose traveling direction is changed by the first deflection optical system is incident;
A light irradiation object holding mechanism for holding a light irradiation object having a light irradiation surface to be irradiated with light transmitted through the rear fθ lens,
The first image pattern product is arranged so that the first image pattern on the first plane forms an image on the light irradiation surface via the first front fθ lens and the rear fθ lens. And the light irradiation object holding mechanism holds the light irradiation object.
前記光照射面上で前記第１の画像パタンの像が第１の方向に移動するように、前記第１の前側ｆθレンズを透過した光の進行方向を振る第１の光偏向器と、
前記光照射面上で前記第１の画像パタンの像が前記第１の方向と交差する第２の方向に移動するように、前記第１の光偏向器で進行方向を振られた光の進行方向を振る第２の光偏向器と
を含み、
前記第１の前側ｆθレンズの光軸上を伝搬し、前記第１の光偏向器で進行方向を振られて前記第２の光偏向器に入射する第１の光線について考えたとき、該第１の光線の光路上で、該第１の光偏向器から該第２の光偏向器までの間に、前記第１の前側ｆθレンズから該第１の前側ｆθレンズの設計距離だけ離れた位置が配置され、
前記第１の光偏向器で進行方向を振られ、さらに前記第２の光偏向器で進行方向を振られて前記後側ｆθレンズの光軸上を伝搬する第２の光線について考えたとき、該第２の光線の光路上で、該第１の光偏向器から該第２の光偏向器までの間に、前記後側ｆθレンズから該後側ｆθレンズの設計距離だけ離れた位置が配置された請求項１に記載の投影装置。 The first deflection optical system includes:
A first optical deflector that swings a traveling direction of light transmitted through the first front fθ lens so that an image of the first image pattern moves in the first direction on the light irradiation surface;
Progress of light whose traveling direction is changed by the first optical deflector so that the image of the first image pattern moves in a second direction intersecting the first direction on the light irradiation surface. A second optical deflector that swings the direction,
When considering the first light beam propagating on the optical axis of the first front fθ lens and having its traveling direction changed by the first optical deflector and entering the second optical deflector, On the optical path of one light beam, a position separated from the first front fθ lens by a design distance of the first front fθ lens between the first optical deflector and the second optical deflector Is placed,
When considering the second light beam propagating in the traveling direction by the first optical deflector and further propagating in the traveling direction by the second optical deflector and propagating on the optical axis of the rear fθ lens, On the optical path of the second light beam, a position separated from the rear fθ lens by a design distance of the rear fθ lens is disposed between the first optical deflector and the second optical deflector. The projection apparatus according to claim 1.
前記光照射面上で前記第１の画像パタンの像が第１の方向に移動するように、前記第１の前側ｆθレンズを透過した光の進行方向を、該第１の前側ｆθレンズの設計上のミラーの位置で振る第１の光偏向器と、
第１の焦点距離を有し、前記第１の前側ｆθレンズの設計上のミラーの位置から後側に該第１の焦点距離だけ離れた位置に配置され、前記第１の光偏向器で進行方向を振られた光が入射する第１のレンズと、
前記第１の焦点距離と等しい焦点距離を有し、前記後側ｆθレンズの設計上のミラーの位置から前側に該第１の焦点距離だけ離れた位置に配置され、前記第１のレンズを透過した光が入射する第２のレンズと、
前記光照射面上で前記第１の画像パタンの像が前記第１の方向と交差する第２の方向に移動するように、前記第２のレンズを透過した光の進行方向を、前記後側ｆθレンズの設計上のミラーの位置で振る第２の光偏向器と
を含む請求項１に記載の投影装置。 The first deflection optical system includes:
The design of the first front fθ lens indicates the traveling direction of the light transmitted through the first front fθ lens so that the image of the first image pattern moves in the first direction on the light irradiation surface. A first optical deflector that swings at the position of the upper mirror;
It has a first focal length, is arranged at a position separated from the design mirror position of the first front fθ lens by the first focal length on the rear side, and travels by the first optical deflector. A first lens on which the directional light is incident;
The focal length is equal to the first focal length, and is disposed at a position separated from the design mirror position of the rear fθ lens by the first focal length to the front side, and is transmitted through the first lens. A second lens on which the incident light is incident;
The traveling direction of the light transmitted through the second lens is set to the rear side so that the image of the first image pattern moves on the light irradiation surface in a second direction intersecting the first direction. The projection apparatus according to claim 1, further comprising: a second optical deflector that oscillates at a mirror position in design of the fθ lens.
第２の平面上に第２の画像パタンを生成する第２の画像パタン生成物と、
前記画像パタン生成物を、前記第２の平面に平行な方向に関して所定位置に保持する画像パタン生成物保持機構と、
前記第２の平面から到達した光が入射する第２の前側ｆθレンズと、
前記第２の前側ｆθレンズを透過した光の進行方向を振る第２の偏向光学系と
を有し、
前記後側ｆθレンズに、前記第２の前側ｆθレンズを透過した光も入射し、
前記第１の前側ｆθレンズ及び前記第２の前側ｆθレンズはともに第１の焦点距離を有し、前記第１の平面から前記第１の前側ｆθレンズまでの距離及び前記第２の平面から前記第２の前側ｆθレンズまでの距離が該第１の焦点距離と等しく、かつ、前記後側ｆθレンズは第２の焦点距離を有し、前記後側ｆθレンズから前記光照射面までの距離が該第２の焦点距離と等しいことにより、前記第１及び第２の画像パタンが前記光照射面に結像し、該第１及び第２の画像パタンの結像倍率が等しく、
前記第１及び前記第２の画像パタン生成物は、相互に合同な前記第１及び第２の画像パタンを生成し、前記光照射面上における該第１の画像パタンの像は、第１の隙間を隔てて隣接する第１の領域と第２の領域を含み、該第１の隙間に比べて該第１の領域及び第２の領域の方が明るく、該光照射面上における前記第２の画像パタンの像は、該第１の画像パタンの像が含む第１の領域、第２の領域、及び第１の隙間にそれぞれ対応する第３の領域、第４の領域、及び第２の隙間を含み、
前記画像パタン生成物保持機構は、前記光照射面上において前記第１の隙間の少なくとも一部の上に前記第３の領域が配置された状態で前記第１及び第２の画像パタンの像が相互に重なるように、前記第２の画像パタン生成物を保持する請求項１に記載の投影装置。 further,
A second image pattern product for generating a second image pattern on a second plane;
An image pattern product holding mechanism for holding the image pattern product in a predetermined position with respect to a direction parallel to the second plane;
A second front fθ lens on which light reaching from the second plane is incident;
A second deflecting optical system that swings the traveling direction of the light transmitted through the second front fθ lens;
The light transmitted through the second front fθ lens also enters the rear fθ lens,
Both the first front fθ lens and the second front fθ lens have a first focal length, and the distance from the first plane to the first front fθ lens and the second plane The distance to the second front fθ lens is equal to the first focal length, the rear fθ lens has a second focal length, and the distance from the rear fθ lens to the light irradiation surface is By being equal to the second focal length, the first and second image patterns are imaged on the light irradiation surface, and the imaging magnifications of the first and second image patterns are equal,
The first and second image pattern products generate the first and second image patterns that are congruent with each other, and the image of the first image pattern on the light irradiation surface is a first image pattern. A first region and a second region that are adjacent to each other with a gap therebetween, the first region and the second region being brighter than the first gap, and the second region on the light irradiation surface; The image pattern image of the first image pattern includes a first area, a second area, and a third area, a fourth area, and a second area corresponding to the first gap, respectively. Including gaps,
The image pattern product holding mechanism is configured to display images of the first and second image patterns in a state where the third region is disposed on at least a part of the first gap on the light irradiation surface. The projection apparatus according to claim 1, wherein the second image pattern product is held so as to overlap each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006120318A JP2007292993A (en) | 2006-04-25 | 2006-04-25 | Projecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2006120318A JP2007292993A (en) | 2006-04-25 | 2006-04-25 | Projecting apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007292993A true JP2007292993A (en) | 2007-11-08 |
Family
ID=38763681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006120318A Withdrawn JP2007292993A (en) | 2006-04-25 | 2006-04-25 | Projecting apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007292993A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103538374A (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-29 | 星云电脑股份有限公司 | Automatic marking machine for printed circuit board |
| US9354503B2 (en) | 2013-05-23 | 2016-05-31 | Seiko Epson Corporation | Laser projector |
-
2006
- 2006-04-25 JP JP2006120318A patent/JP2007292993A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103538374A (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-29 | 星云电脑股份有限公司 | Automatic marking machine for printed circuit board |
| US9354503B2 (en) | 2013-05-23 | 2016-05-31 | Seiko Epson Corporation | Laser projector |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5286744B2 (en) | Spatial light modulation unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| CN1677240A (en) | Exposing device | |
| JP4775842B2 (en) | Pattern drawing device | |
| TWI451132B (en) | Projector to project an image and corresponding method | |
| JP2005316349A (en) | Pattern exposure method and pattern exposure apparatus | |
| JP4679249B2 (en) | Pattern drawing device | |
| KR20170051297A (en) | Exposure head for exposure device and projection optical system for exposure device | |
| US8226242B2 (en) | Projection display for displaying a color image by modulating a plurality of single beams according to image information | |
| JP2007292993A (en) | Projecting apparatus | |
| JP2009210726A (en) | Maskless exposure apparatus | |
| JP4524213B2 (en) | Exposure apparatus and method | |
| US7528932B2 (en) | SLM direct writer | |
| JP4938069B2 (en) | Pattern exposure method and pattern exposure apparatus | |
| JP3197804B2 (en) | Multi-beam scanner | |
| JP5360379B2 (en) | Projection optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| JP4897432B2 (en) | Exposure method and exposure apparatus | |
| JP5515323B2 (en) | Projection optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
| KR101854521B1 (en) | System for exposure using DMD | |
| TWI827384B (en) | Optical device, exposure apparatus and exposure method | |
| TWI527651B (en) | Laser irradiation apparatus | |
| WO2024075396A1 (en) | Exposure method and exposure device | |
| JP4626323B2 (en) | Multi-beam optical scanning device and image forming apparatus | |
| JP2006221068A (en) | Exposure device and method | |
| JP6633925B2 (en) | Exposure apparatus and exposure method | |
| TW202318109A (en) | Exposure apparatus, exposure method, and manufacturing method for electronic device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20090707 |